[發(fā)明專利]基于平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)的平面測(cè)溫方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811534817.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN109540333B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡文成;張寶華;徐濤;李學(xué)濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)研究所
• 主分類號(hào): G01K11/32
• 分類號(hào): G01K11/32
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請(qǐng)公開了一種基于平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)的平面測(cè)溫方法，屬于溫度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，包括：步驟一、將平面劃分為若干子單元；步驟二、向平面發(fā)射雙波長(zhǎng)的熒光；步驟三、多個(gè)方向上分別采集第一熒光信號(hào)及第二熒光信號(hào)；步驟四、計(jì)算平面各子單元的兩個(gè)波長(zhǎng)各自對(duì)應(yīng)的熒光光子數(shù)；以及步驟五、計(jì)算各子單元的溫度。通過該方法，能夠?qū)崿F(xiàn)垂直氣流方向的平面溫度場(chǎng)測(cè)量，能夠得到平面某個(gè)區(qū)域內(nèi)的溫度平均值，并且可采用較小尺寸的光學(xué)材料以提升耐壓強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于溫度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)的平面測(cè)溫方法。

背景技術(shù)

采用傳統(tǒng)的平面激光誘導(dǎo)熒光測(cè)量溫度技術(shù)，其CCD或CMOS相機(jī)只能與被測(cè)截面垂直。采用原有技術(shù)無法測(cè)量垂直于軸向的溫度場(chǎng)，即無法測(cè)量垂直于氣流方向的截面溫度場(chǎng)。同時(shí)，需采用較大尺寸的耐壓耐溫光學(xué)材料，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的是提供基于平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)的平面測(cè)溫方法，以解決上述至少一方面的問題。

本申請(qǐng)基于平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)的平面測(cè)溫方法，包括：

將所述平面劃分為若干子單元；

向所述平面發(fā)射雙波長(zhǎng)的熒光；

選取多個(gè)方向，并在任一方向上分別采集第一熒光信號(hào)及第二熒光信號(hào)，所述任一方向上的第一熒光信號(hào)及第二熒光信號(hào)均包含多個(gè)熒光光子數(shù)和值，任一熒光光子數(shù)和值為垂直于采集設(shè)備平面的直線所貫穿的一個(gè)或多個(gè)子單元熒光光子數(shù)的和；

計(jì)算所述平面各子單元的兩個(gè)波長(zhǎng)各自對(duì)應(yīng)的熒光光子數(shù)；

根據(jù)所述各子單元的熒光光子數(shù)計(jì)算所述各子單元的溫度。

優(yōu)選的是，還包括根據(jù)各子單元的溫度獲得所述平面的溫度場(chǎng)。

優(yōu)選的是，所述采集設(shè)備為配像增強(qiáng)器的直線陣列CCD或CMOS相機(jī)。

優(yōu)選的是，所述CCD或CMOS相機(jī)與所述平面之間設(shè)置有分光鏡。

優(yōu)選的是，所述CCD或CMOS相機(jī)前安裝有適配所述雙波長(zhǎng)的濾波片。

優(yōu)選的是，采用雙波長(zhǎng)激光發(fā)射器向所述平面發(fā)射雙波長(zhǎng)的熒光。

優(yōu)選的是，根據(jù)所述各子單元的熒光光子數(shù)計(jì)算所述各子單元的溫度包括：

其中，T_i為某第i個(gè)子單元的溫度，F(xiàn)_J1為吸收態(tài)1轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)函數(shù)，F(xiàn)_J2為吸收態(tài)2轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)函數(shù)，k為波爾茲曼常數(shù)，C為常數(shù)，B₁為狀態(tài)1受激吸收愛因斯坦系數(shù)，B₂為狀態(tài)2受激吸收愛因斯坦系數(shù)，E₁為波長(zhǎng)1的激光能量，E₂為波長(zhǎng)2的激光能量，J₂為波長(zhǎng)2對(duì)應(yīng)的能級(jí)量子數(shù)，J₁為波長(zhǎng)1對(duì)應(yīng)的能級(jí)量子數(shù)，N_P2為波長(zhǎng)2對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的熒光光子數(shù)，N_P1為波長(zhǎng)1對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的熒光光子數(shù)。

優(yōu)選的是，所述平面被劃分為3*3網(wǎng)格矩陣，形成9個(gè)子單元，并選取三個(gè)方向，每個(gè)方向所采集第一熒光信號(hào)及第二熒光信號(hào)分別包含三個(gè)值，從而獲得各子單元的熒光光子數(shù)。

本申請(qǐng)可實(shí)現(xiàn)垂直氣流方向的平面溫度場(chǎng)測(cè)量，能夠得到平面某個(gè)區(qū)域內(nèi)的溫度平均值(單點(diǎn)值)，并且可采用較小尺寸的光學(xué)材料以提升耐壓強(qiáng)度。

附圖說明

圖1是本申請(qǐng)基于平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)的平面測(cè)溫方法的一優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。

圖2是本申請(qǐng)采用平面劃分的平面測(cè)溫方法的原理圖。