[發(fā)明專利]多參數(shù)同步測量方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110053976.5
• 申請(qǐng)日: 2021-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN112683338B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮雪;張金松;唐云龍;王錦陽;岳孟坤;屈哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本公開涉及多參數(shù)同步測量方法、裝置及系統(tǒng)，所述方法包括：獲取被測物的表面在未加熱時(shí)的初始圖像、所述被測物的表面在加熱過程中的考核圖像及所述被測物的表面的參考點(diǎn)在加熱過程中的參考溫度；確定所述初始圖像及所述考核圖像的各個(gè)通道的光強(qiáng)；確定所述被測物的表面的溫度場；確定所述被測物的表面的離面位移場；根據(jù)所述初始圖像的藍(lán)光通道的光強(qiáng)、所述考核圖像的藍(lán)光通道的光強(qiáng)確定所述被測物的表面的變形場。本公開實(shí)施例的多參數(shù)同步測量方法，消除了現(xiàn)有多通道相機(jī)通道串?dāng)_易造成誤差提升、離面位移無法測量的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測物在高溫環(huán)境下的變形場、溫度場、離面位移場的同步、準(zhǔn)確測量，具有精度高、效率高的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多參數(shù)同步測量方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

熱防護(hù)系統(tǒng)是保證航天飛行器再入大氣層時(shí)可靠性和安全性的重要組成部分，熱防護(hù)材料/結(jié)構(gòu)的性能是決定飛行任務(wù)成功的關(guān)鍵。為保證材料/結(jié)構(gòu)在正式服役時(shí)的安全性和可靠性，完備的地面高溫考核試驗(yàn)是必要的，利用電弧風(fēng)洞加熱、石英燈加熱和火焰加熱等的方法已經(jīng)發(fā)展成為材料熱考核的主要手段。為了獲取材料在高溫下的力學(xué)性能及其燒蝕演化規(guī)律，發(fā)展非接觸式的圖像采集方法尤為關(guān)鍵，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度場、變形場和離面位移場的準(zhǔn)確測量是研究的重點(diǎn)，現(xiàn)階段，利用彩色相機(jī)獲取材料考核過程圖像信息是常用的技術(shù)手段，但一方面通道間的光強(qiáng)串?dāng)_問題嚴(yán)重影響測試精度，另一方面，現(xiàn)有的測試技術(shù)只能獲取平面變形，無法準(zhǔn)確獲取離面變形。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本公開提出了一種多參數(shù)同步測量方法、裝置及系統(tǒng)，以準(zhǔn)確測量溫度場、變形場和離面位移場。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提出了一種多參數(shù)同步測量方法，所述方法包括：

獲取被測物的表面在未加熱時(shí)的初始圖像、所述被測物的表面在加熱過程中的考核圖像及所述被測物的表面的參考點(diǎn)在加熱過程中的參考溫度；

對(duì)所述初始圖像、所述考核圖像進(jìn)行通道分離，確定所述初始圖像及所述考核圖像的各個(gè)通道的光強(qiáng)，所述通道包括紅光通道、綠光通道及藍(lán)光通道；

根據(jù)所述考核圖像的紅光通道的光強(qiáng)、所述參考點(diǎn)的參考溫度、所述參考點(diǎn)的紅光通道的光強(qiáng)確定所述被測物的表面的溫度場；

根據(jù)所述被測物的表面的溫度場對(duì)所述考核圖像的綠光通道的光強(qiáng)進(jìn)行校正，并利用校正后的所述考核圖像的綠光通道的光強(qiáng)、所述初始圖像的綠光通道的光強(qiáng)確定所述被測物的表面的離面位移場，其中，所述離面位移場包括離面位移；

根據(jù)所述初始圖像的藍(lán)光通道的光強(qiáng)、所述考核圖像的藍(lán)光通道的光強(qiáng)確定所述被測物的表面的變形場。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述獲取被測物的表面在未加熱時(shí)的初始圖像、所述被測物的表面在加熱過程中的考核圖像及所述被測物的表面的參考點(diǎn)在加熱過程中的參考溫度，包括：

利用綠光光源產(chǎn)生綠色激光照射所述被測物在所述被測物的表面生成干涉散斑，并利用藍(lán)光光源照射所述被測物，采集所述被測物的表面未加熱時(shí)的初始圖像；

加熱所述被測物，采集多個(gè)時(shí)刻所述被測物的表面的考核圖像及標(biāo)定的參考點(diǎn)的參考溫度，直到所述被測物的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述考核圖像的紅光通道的光強(qiáng)、所述參考點(diǎn)的參考溫度、所述參考點(diǎn)的紅光通道的光強(qiáng)確定所述被測物的表面的溫度場，包括：

根據(jù)所述考核圖像的曝光時(shí)間及第一映射關(guān)系、第二映射關(guān)系分別獲取所述考核圖像的紅光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述考核圖像的紅光通道的第一校正值、第二校正值對(duì)所述考核圖像的紅光通道的光強(qiáng)進(jìn)行校正，確定校正后的所述考核圖像的紅光通道的光強(qiáng)，其中，所述第一映射關(guān)系包括曝光時(shí)間與藍(lán)光對(duì)紅光通道的影響值的映射關(guān)系，所述第二映射關(guān)系包括曝光時(shí)間與綠光對(duì)紅光通道的影響值的映射關(guān)系；