[發(fā)明專利]一種高溫材料性能測量方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011477043.0
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112630046A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭長彬;湯偉;邵俊峰;陳飛;曹立華;王云哲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王曉坤

1.一種高溫材料性能測量方法，其特征在于，包括：

分別發(fā)送啟動指令至激光加熱設(shè)備和負(fù)載設(shè)備，以便對待測材料進行局部加熱和施加力學(xué)負(fù)載；

分別獲取第一可見光相機、第二可見光相機、紅外相機同步采集的所述待測材料的第一可見光圖像、第二可見光圖像、第一紅外圖像；其中，所述第一可見光圖像、所述第二可見光圖像、所述紅外圖像的坐標(biāo)點一一對應(yīng)；

根據(jù)所述第一紅外圖像確定所述待測材料的溫度場信息；

根據(jù)所述第一可見光圖像和所述第二可見光圖像確定包括所述待測材料的應(yīng)力應(yīng)變場信息的應(yīng)力應(yīng)變圖像；

將所述應(yīng)力應(yīng)變圖像和所述第一紅外圖像分別匹配至參考圖像中，以使所述參考圖像中融合有所述待測材料的所述溫度場信息和所述應(yīng)力應(yīng)變場信息；所述參考圖像為所述第一可見光圖像或者所述第二可見光圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的高溫材料性能測量方法，其特征在于，在所述分別發(fā)送啟動指令至激光加熱設(shè)備和負(fù)載設(shè)備之前，還包括：

獲取所述第一可見光相機、所述第二可見光相機、所述紅外相機采集的加熱后的分劃板在不同旋轉(zhuǎn)位置時的第三可見光圖像、第四可見光圖像、第二紅外圖像；

根據(jù)所述第三可見光圖像、所述第四可見光圖像、所述第二紅外圖像對所述第一可見光相機、所述第二可見光相機、所述紅外相機進行幾何坐標(biāo)校準(zhǔn)，使所述第二紅外圖像與所述第三可見光圖像、所述第四可見光圖像的坐標(biāo)點一一對應(yīng)。

3.如權(quán)利要求2所述的高溫材料性能測量方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第三可見光圖像、所述第四可見光圖像、所述第二紅外圖像對所述第一可見光相機、所述第二可見光相機、所述紅外相機進行幾何坐標(biāo)校準(zhǔn)包括：

步驟S1：當(dāng)所述分劃板在當(dāng)前位置時，確定大地坐標(biāo)系中任一點在參考相機坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，得到第一轉(zhuǎn)換關(guān)系，參考相機為所述第一可見光相機或者所述第二可見光相機；

步驟S2：根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換關(guān)系得到所述參考相機采集的圖像中的任一點與其他兩個相機的坐標(biāo)系的第二轉(zhuǎn)換關(guān)系、第三轉(zhuǎn)換關(guān)系；

步驟S3：旋轉(zhuǎn)所述分劃板使所述分劃板處于新的當(dāng)前位置，并進入步驟S1，直至旋轉(zhuǎn)次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)閾值；

步驟S4：根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換關(guān)系、所述第二轉(zhuǎn)換關(guān)系、所述第三轉(zhuǎn)換關(guān)系，確定所述第一可見光相機、所述第二可見光相機、所述紅外相機的旋轉(zhuǎn)參數(shù)和平移參數(shù)，以確定所述第一可見光相機、所述第二可見光相機、所述紅外相機坐標(biāo)對應(yīng)關(guān)系。

4.如權(quán)利要求2所述的高溫材料性能測量方法，其特征在于，在所述分別發(fā)送啟動指令至激光加熱設(shè)備和負(fù)載設(shè)備之前，還包括：

根據(jù)所述待測材料的熱學(xué)性質(zhì)及高溫工作環(huán)境進行數(shù)值仿真或理論計算，確定所述激光加熱設(shè)備中激光器的輸出參數(shù)、擴束鏡、水平方向整形鏡和垂直方向整形鏡的參數(shù)；

相應(yīng)的，發(fā)送啟動指令至激光加熱設(shè)備，以便對待測材料進行局部加熱包括：

發(fā)送所述啟動指令至所述激光器，以便所述激光器按照所述輸出參數(shù)輸出激光，所述激光依次經(jīng)過所述擴束鏡、所述整水平方向整形鏡和所述垂直方向整形鏡后對所述待測材料加熱。

5.如權(quán)利要求2所述的高溫材料性能測量方法，其特征在于，在所述獲取所述第一可見光相機、所述第二可見光相機、所述紅外相機采集的加熱后的分劃板在不同旋轉(zhuǎn)位置時的第三可見光圖像、第四可見光圖像、第二紅外圖像之前，還包括：

發(fā)送加熱指令至所述分劃板的加熱器，以便所述加熱器加熱所述分劃板至預(yù)設(shè)溫度。

6.一種高溫材料性能測量系統(tǒng)，其特征在于，包括：

第一可見光相機，第二可見光相機，紅外相機，激光加熱設(shè)備，負(fù)載設(shè)備，與所述第一可見光相機、所述第二可見光相機、所述紅外相機相連的同步觸發(fā)設(shè)備，用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項所述的高溫材料性能測量方法的控制器，其中，所述第一可見光相機和所述第二可見光相機分別位于所述紅外相機的兩側(cè)。

7.如權(quán)利要求6所述的高溫材料性能測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

與所述第一可見光相機相對設(shè)置的第一帶通濾波片；

與所述第二可見光相機相對設(shè)置的第二帶通濾波片。