ICS17.020 A 42 B 中华人民共和国国家标准 GB/T30113.1-2013 空间微重力流体物理流场光学测量 技术规范第1部分：阴影法、纹影法 Optical measurement methods on flowfield in microgravityfluid physics-- Part1:Shadowgraph and schlieren 2013-12-17发布 2014-07-15实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会
GB/T 30113.1-2013 前言 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。
GB/T30113《空间微重力流体物理流场光学测量技术规范》分为以下几个部分： 第1部分：阴影法、纹影法； -第2部分：干涉法； 第3部分：激光多普勒测速技术； 一第4部分：粒子图像测速技术、激光诱导荧光技术和热色液晶技术。
本部分为GB/T30113的第1部分。
本部分由全国空间科学及其应用标准化技术委员会(SAC/TC312)归口。
本部分起草单位：中国科学院力学研究所。
本部分主要起草人：胡良、康琦、段俐。
GB/T 30113.1-2013 空间微重力流体物理流场光学测量 技术规范第1部分：阴影法、纹影法 1范围 GB/T30113的本部分规定了空间微重力流体物理实验阴影、纹影测量系统设计和测试的原则、要 求和方法。
本部分适用于在空间微重力环境中使用的，航天器载荷的阴影、纹影测量系统的设计和测试，落塔、 抛物线飞机和地面实验的阴影、纹影测量系统设计和测试也可参考使用。
2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单)适用于本文件。
GJB/Z27电子设备可靠性热设计手册 GJB368B装备维修性工作通用要求 GJB450A装备可靠性工作通用要求 GJB900系统安全性通用大纲 GJB1027A运载器、上面级、航天器试验要求 GJB2547装备测试性大纲 GJB3872装备综合保障通用要求 GJB4239装备环境工程通用要求 QJ2172A卫星可靠性设计指南 QJ3273航天产品安全性分析指南 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。
3.1 光阑aperture 限制光束尺寸或空间范围的光学器件。
注：纹影法光路中，在光线汇聚的焦平面附近放置的光阑称为纹影光阅。
3.2 刀口光阑knife-edge aperture 刀口knife-edge 利用锋利刃口边缘限制光线通过的光学器件。
3.3 洛仑兹-劳伦斯关系Lorentz-Lorenzrelation 不导电的透明介质折射率与密度的关系式： n²-1 =Ko n² + 2 1
GB/T 30113.1-2013 式中： p-密度，单位为千克每立方米(kg/m²)； n-折射率； K-一-比例因子，单位为立方米每千克（m²/kg)。
3. 4 阴影法shadowgraphmethod 光线通过测量区域后，由折射率不均匀引起光线聚集和发散，成像形成与折射率变化相对应的阴影 图像，通过阴影图像反映流场折射率二阶导数空间分布的方法。
注：根据洛仑兹-劳伦斯关系，利用该阴影图像可检测流场密度等参量动态变化。
3.5 纹影法schlierenmethod 光线通过折射率不均匀的测量区域后经透镜或凹面镜聚焦，在焦点处通过光阑的空间滤波作用，成 注：根据洛仑兹-劳伦斯关系，利用该纹影图像可检测流场密度等参量动态变化。
4设计原则 4.1设计条件 4.1.1功能性能约束 至少应满足以下功能、性能约束条件： a）测量灵敏度优于待测实验模型的特征量； b）待测实验模型的特征量变化小于测量范围。
4.1.2资源约束 至少应满足以下资源约束条件： a）重量和体积； b）供电和功耗； c）热控； d）数据存贮与传输。
4.1.3力学环境约束 应满足任务规定的力学环境试验条件。
4.1.4空间环境约束 至少应满足以下空间环境约束条件： a）微重力； b）压力、温度； c）空间辐射。
4.2设计通则 在满足功能、性能要求的前提下，一般应遵循以下原则： a）测量方案力求简洁； 2
GB/T 30113.1-2013 b）安全性、可靠性贯穿设计过程始终； c）适用时考虑测量单元内各个部组件的通用性、互换性、可达性，提高可维修性； d）优先采用具有空间飞行经历的成熟原材料、元器件及零部件； e）尽量降低实验装置的质心高度； f）实验装置结构力求紧凑。
5设计要求 5.1光学设计 5.1.1阴影法、纹影法选用 需要突显实验介质...