[發明專利]一種基于RGB三基色的溫度測試方法

有效

• 申請號: 202010184976.4
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111397759B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王寶軍;劉偉;劉恒;張三喜;張亞輝;狄長安;尚書賢;徐冰川;王明啟
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63871部隊
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發明提供了一種基于RGB三基色的溫度測試方法，依據高速相機感光靶面成像灰度值和波長的關系，利用彩色高速相機輸出R、G、B基色的灰度值進行溫度的測量。本發明采用基于熱輻射理論，建立非接觸測量方法，適應于復雜惡劣工況下對高壓和高速氣流復雜物質組成的爆炸場火球溫度測試；動態響應快，適應火球溫度高、變化極快、持續時間短的特點；適用于野外試驗環境下完成戰斗部、彈藥、溫壓彈等爆炸場火球溫度實際測試。

技術領域

本發明屬于測試技術領域，主要涉及爆炸場火球溫度測試，建立基于黑體輻射的溫度測試方法，滿足試驗中對戰斗部、彈藥、溫壓彈等爆炸時火球溫度的測試需求。

背景技術

彈藥爆炸火球溫度，是衡量彈藥熱毀傷威力和熱毀傷效能的一項重要指標，包括溫度峰值、持續時間等參數，這些參數為熱灼傷效應評估提供支撐。在彈藥的爆轟過程中，溫度變化極快，在達到最大值后在極短的時間內迅速下降，伴隨著爆轟的破壞效應，使得爆炸火球溫度的測試十分困難。爆炸時火球溫度高，持續時間短，且具有很強的破壞作用，爆炸火球溫度測試成為研究熱點和難點。爆炸溫度在2300度以上，同時伴有高壓和高速氣流，使得爆炸溫度參數的實驗測定比較困難。對溫壓炸藥爆炸溫度的測量屬于瞬態溫度測量范疇。早期大多采取理論計算方法得到爆溫，如通過爆轟產物的各種狀態方程來計算爆炸反應溫度，這種方法只能給出爆溫的大概范圍，并且當所選狀態方程不同時，計算的爆溫偏差很大。對于非理想炸藥，由于爆炸機理和反應過程尚不清楚，采用理論計算的方法顯然不太可行。

目前，對瞬態溫度的測量主要采用兩種方法：接觸式測溫法與非接觸式測溫法。接觸式測溫主要采用帶防護設計的熱電偶絲進行測試，這種方法受限于熱電偶絲的響應時間，對于高動態的爆炸火球溫度測試不適用。非接觸測溫方法大都采用輻射測溫法，與實際溫度進行比對提高測量精度，這種方法適用于固態物體溫度測試，對于爆炸場火球溫度測試還存在標定等技術難點。

中國專利CN104535211A公開了一種適用于爆炸場火球響應溫度測試的熱電偶保護裝置，通過將熱電偶與保護殼體通過安裝孔連接、熱電偶絲置于保護殼體凹形結構內等措施，改善熱電偶的環境適應能力，這種方法能夠完成單點測試，但響應時間受限于熱電偶絲的響應時間，并不適用于火球溫度高、變化極快、持續時間短的爆炸場溫度測試。中國專利CN106679814A公開了一種微秒紅外實時測溫系統，該系統由高速沖擊系統、光學增強系統、探測器系統、采集系統組成，主要用來實現高速沖擊載荷下材料及結構表面的紅外溫度信號的采集，分析材料及結構的破壞演化過程，該方法適用于對固態材料的測試，不能用于爆炸場火球溫度測試。中國專利CN103439003A公開了一種提高紅外測溫精度的方法，利用水銀溫度計測量被測物體表面溫度和環境溫度，對紅外測溫結果進行修正，該方法只適用于固態物體、較低溫度下的測試，不能用于靶場爆炸場火球溫度測試。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于RGB三基色的溫度測試方法，依據高速相機感光靶面成像灰度值和波長的關系，利用彩色高速相機輸出R、G、B基色的灰度值進行溫度的測量，能夠有效測量火球溫度，為武器系統毀傷評估、威力試驗鑒定、改進設計等提供支撐。