[發(fā)明專利]一種線陣高速紅外測溫系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810376729.7
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108827475B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳浩森;朱盛鑫;方岱寧
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02;G01J5/08
• 代理公司: 北京理工正陽知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 毛燕

本發(fā)明公開的一種線陣高速紅外測溫系統(tǒng)，涉及一種實現(xiàn)瞬態(tài)二維溫度場時空信息記錄的紅外測溫系統(tǒng)，屬于工程材料的高速溫度測量領(lǐng)域。本發(fā)明包括陣列紅外相機(jī)、平面反射鏡、旋轉(zhuǎn)裝置、弧形滑軌、觸發(fā)系統(tǒng)和時序同步控制系統(tǒng)。紅外相機(jī)線陣中的紅外相機(jī)采用圓弧分布，包括紅外相機(jī)和弧形滑軌。平面反射鏡表面蒸鍍膜。旋轉(zhuǎn)裝置用于實現(xiàn)平面反射鏡的轉(zhuǎn)動。時序同步控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同時間間隔設(shè)置，以達(dá)到不同幅頻的控制與同步，進(jìn)而實現(xiàn)瞬態(tài)二維溫度場時空信息的記錄。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高速沖擊下材料瞬態(tài)二維溫度場時空信息的記錄，進(jìn)而利于分析高速沖擊下材料的變形過程和失效機(jī)理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種線陣高速紅外測溫系統(tǒng)，特別是涉及到一種實現(xiàn)瞬態(tài)二維溫度場時空信息記錄的紅外測溫系統(tǒng)，屬于工程材料的高速溫度測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高速沖擊下材料的變形過程(時間100～200μs)和失效機(jī)理日益受到科研工作者的重視，是固體力學(xué)方向中的研究熱點之一，具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價值。材料的高速沖擊性能測試過程中需要應(yīng)用到高速紅外測溫系統(tǒng)。目前，適用于高速沖擊下材料力學(xué)行為研究的高速紅外測溫系統(tǒng)極其匱乏，主要限于紅外相機(jī)采樣頻率及高速紅外探測器的空間分辨率。紅外信號處理技術(shù)使得紅外測溫系統(tǒng)的采樣頻率與空間分辨率之間存在一種此消彼長關(guān)系，高采樣頻率和高空間分辨率是不可同時兼得的。但是高分辨率可以帶來更詳細(xì)的二維溫度分布信息，利于科研工作者分析高速沖擊下材料的變形過程和失效機(jī)理。因此，迫切需要提出一種技術(shù)解決方案已解決當(dāng)前技術(shù)缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

針對已有技術(shù)中高速紅外測溫系統(tǒng)存在的下述缺陷：主要限于紅外相機(jī)采樣頻率及高速紅外探測器的空間分辨率，高采樣頻率和高空間分辨率是不可同時兼得的，但是高分辨率能夠帶來更詳細(xì)的二維溫度分布信息，利于分析高速沖擊下材料的變形過程和失效機(jī)理。本發(fā)明公開的一種線陣高速紅外測溫系統(tǒng)要解決的技術(shù)問題為實現(xiàn)高速沖擊下材料瞬態(tài)二維溫度場時空信息的記錄，進(jìn)而利于分析高速沖擊下材料的變形過程和失效機(jī)理。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明公開的一種線陣高速紅外測溫系統(tǒng)，包括陣列紅外相機(jī)、平面反射鏡、旋轉(zhuǎn)裝置、弧形滑軌、觸發(fā)系統(tǒng)和時序同步控制系統(tǒng)。

所述的紅外相機(jī)線陣中的紅外相機(jī)采用圓弧分布，包括紅外相機(jī)和弧形滑軌，所述的紅外相機(jī)的曝光時間在1μs～5μs之間。

所述的平面反射鏡表面蒸鍍膜，所述的蒸鍍膜需保證在紅外波段內(nèi)具有高反射率，所述的高反射率指反射率在90％以上。

所述的旋轉(zhuǎn)裝置用于實現(xiàn)平面反射鏡的轉(zhuǎn)動，所述的轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)速具有可調(diào)節(jié)性，轉(zhuǎn)動裝置的中心位于弧形滑軌的圓心上。

所述的弧形滑軌用于固定紅外相機(jī)和調(diào)節(jié)相鄰紅外相機(jī)的間隔，弧形滑軌的半徑等于紅外相機(jī)線陣中紅外相機(jī)焦距的一半；

所述的觸發(fā)系統(tǒng)用于接收外部觸發(fā)信號和輸出信號，所述輸出信號用于觸發(fā)轉(zhuǎn)動裝置和時序同步控制系統(tǒng)。

所述的平面反射鏡的位置a與位置b₁的夾角為α，從位置a轉(zhuǎn)動到位置b₁的時間t₁＝α/2πn，其中n為轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)速，時間t₁為觸發(fā)系統(tǒng)觸發(fā)時序同步控制系統(tǒng)的延遲時間。

所述的時序同步控制系統(tǒng)用于實現(xiàn)紅外相機(jī)的觸發(fā)拍照，通過各自獨立地輸出通道輸出不同時間間隔的脈沖信號，利用脈沖信號的前沿信號觸發(fā)紅外相機(jī)線陣進(jìn)行拍照，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)線陣中只有一個紅外相機(jī)在對應(yīng)時刻進(jìn)行瞬態(tài)二維溫度場時空信息的記錄。所述的時序同步控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同時間間隔設(shè)置，以達(dá)到不同幅頻的控制與同步，進(jìn)而實現(xiàn)瞬態(tài)二維溫度場時空信息的記錄。

所述的光柵靶面刻有光柵。

所述的高速沖擊下材料瞬態(tài)二維溫度場時空信息的記錄，能夠分析高速沖擊下材料的變形過程和失效機(jī)理。