[發明專利]一種利用紫外熒光標記同步測量變形和溫度的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110256775.5
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112884751B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 馮雪;王錦陽;張金松;岳孟坤;唐云龍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/90;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本公開涉及一種利用紫外熒光標記同步測量變形和溫度的裝置及方法，所述方法包括：控制紫外熒光劑噴灑裝置在試件表面噴灑紫外熒光劑；控制紫外補償光源照射所述試件表面，使所述紫外熒光劑發光，獲取所述試件表面在加熱狀態下的第一圖像；控制藍色補償光源照射所述試件表面，獲取所述試件表面在加熱狀態下的第二圖像；將所述第一圖像輸入訓練后的神經網絡，通過所述神經網絡得到所述試件表面的變形場；根據所述第二圖像，獲取所述試件表面溫度場。本公開實施例可提高在高溫中試件表面變形場測量的精度并且實現同步測量溫度場。

技術領域

本公開涉及計算機技術領域，尤其涉及一種利用紫外熒光標記同步測量變形和溫度的裝置及方法。

背景技術

在航空航天等領域,關鍵結構部件在服役條件下需面臨高溫復雜環境，如：高超聲速飛行器的材料在服役中需要承受極端熱機械載荷。因此，在飛行器結構設計、熱防護材料設計中，往往會通過高溫材料試驗評估材料的力學、熱學性能。在高溫材料試驗過程中，對試件表面變形場、溫度場的確定是至關重要的。尤其在材料裂紋萌生等應力集中現象出現時，對于材料變形場和溫度場的實時監測能夠為材料設計提供精確指導。

然而，由于計算精度受限、高溫測試環境下材料熱輻射影響成像質量等因素的耦合作用，材料測試領域的相關技術難以滿足小位移、應力集中等高精度實驗需求。

發明內容

本公開提出了一種利用紫外熒光標記同步測量變形和溫度的技術方案。

根據本公開的一方面，提供了一種利用紫外熒光標記同步測量變形和溫度的裝置，包括：試驗考核倉，位于試驗考核倉內部的夾持裝置、紫外熒光劑噴灑裝置、加熱設備、補償光源、圖像采集設備，計算設備；其中，

所述夾持裝置用于固定試件；

所述紫外熒光劑噴灑裝置用于在所述試件表面噴灑紫外熒光劑；

所述加熱設備用于對所述試件表面進行加熱；

所述補償光源包括紫外補償光源和藍光補償光源，所述紫外補償光源用于向所述試件表面照射紫外光；所述藍光補償光源，用于向所述試件表面照射藍光；

所述圖像采集設備包括：紫外圖像采集設備，用于獲取所述試件表面在加熱狀態下的第一圖像；彩色圖像采集設備，用于獲取所述試件表面在加熱狀態下的第二圖像；

所述計算設備與所述圖像采集設備通信連接，用于將所述第一圖像輸入訓練后的神經網絡，通過所述神經網絡得到所述試件表面的變形場，根據所述第二圖像，獲取所述試件表面溫度場。

在一種可能的實施方式中，所述裝置還包括：

紅外測溫儀，固定于所述考核倉內部，用于檢測所述試件表面測溫點的溫度；

所述計算設備還用于，獲取所述紅外測溫儀檢測的所述試件表面測溫點的溫度，以及所述第二圖像中的顏色信息；

根據所述測溫點的溫度和顏色信息，確定溫度影響系數，所述溫度影響系數用于表征第二圖像中的顏色信息和所述試件表面溫度之間的關系；

根據所述第二圖像中的各點的顏色信息和所述溫度影響系數，確定所述各點的溫度；

基于所述各點的溫度得到所述試件表面的溫度場。

在一種可能的實施方式中，所述裝置還包括：

紫外濾波片，加裝于所述紫外圖像采集設備的鏡頭前端，與所述紫外補償光源配合使用，用于濾除進入所述紫外圖像采集設備鏡頭的除紫外光以外的其它光；

藍光濾波片，加裝于所述彩色圖像采集設備的鏡頭前端，與所述藍光補償光源配合使用，用于濾除進入所述彩色圖像采集設備鏡頭的除藍光以外的其它光。

根據本公開的一方面，提供了一種利用紫外熒光標記同步測量變形和溫度的方法，包括：