[發(fā)明專利]機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310371131.X
• 申請(qǐng)日: 2023-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN116399549A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋威;廖鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01M9/06
• 分類號(hào): G01M9/06;G01M9/08;G01M9/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

1.機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法，其特征在于：包括：

在流體動(dòng)態(tài)測(cè)量過程中，通過高速彩色相機(jī)成像，獲得參考圖像V_R和信號(hào)圖像V_S；

設(shè)定高速彩色相機(jī)輸出的給定像素位置為i，j，輸出的圖像時(shí)間為t_n；通過像素位置i，j和圖像時(shí)間t_n表示參考圖像通過像素位置ij和圖像時(shí)間t_n表示信號(hào)圖像

通過和的比值抵消幾何因子

將和的比值乘以得到：

式中，t_ref為參考時(shí)間；

為通過像素位置ij和參考時(shí)間t_ref表示信號(hào)圖像的發(fā)光強(qiáng)度；

為通過像素位置ij和圖像時(shí)間t_n表示的參考圖像的發(fā)光強(qiáng)度；

為通過像素位置ij和圖像時(shí)間t_n表示的信號(hào)圖像的發(fā)光強(qiáng)度；

基于物理化學(xué)的Stern-Volmer方程，確定在像素位置i，j和圖像時(shí)間t_n下的靜壓表達(dá)式；

將靜壓的表達(dá)式帶入中，得到：

并用替換得到

在參考時(shí)間內(nèi)，壓力是恒定的，因此是與壓力無關(guān)的變量；

設(shè)定參考時(shí)間的比值為α；

根據(jù)參考時(shí)間比值α建立比值圖像與時(shí)空壓力的關(guān)系式；

將比值圖像與時(shí)空壓力的關(guān)系式轉(zhuǎn)換為靜壓的計(jì)算方程，即為運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆測(cè)量的壓力信號(hào)分布表達(dá)式，完成壓力信號(hào)的處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法，其特征在于：所述參考圖像V_R指由于測(cè)量設(shè)置中幾何因素引起的發(fā)光變化，參考圖像V_R是獨(dú)立于壓力的，但依賴于實(shí)驗(yàn)設(shè)置；信號(hào)圖像V_S指幾何因素由于壓力而引起的發(fā)光變化。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法，其特征在于：幾何因素包括照明位置C_illu和相機(jī)位置C_cam。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法，其特征在于：參考圖像的表示方法為：

信號(hào)圖像的表示方法為：

式中，C_illu為照明位置；

C_cam為相機(jī)位置；

為與C_illu和C_cam相關(guān)的幾何因子；

為通過像素位置ij和圖像時(shí)間t_n表示的參考圖像的發(fā)光強(qiáng)度；

為通過像素位置ij和圖像時(shí)間t_n表示的信號(hào)圖像的發(fā)光強(qiáng)度；

由于照明光源和相機(jī)的位置在每個(gè)圖像時(shí)間幀內(nèi)的位置是相同的，所以在這兩個(gè)方程都是相同的。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法，其特征在于：通過和的比值抵消幾何因子具體方法為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法，其特征在于：靜壓表達(dá)式為：

式中，A和B均為由壓力校準(zhǔn)確定的校準(zhǔn)常數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法，其特征在于：由于是與壓力無關(guān)的變量，是時(shí)間恒定量；因此實(shí)現(xiàn)用替換

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法，其特征在于：參考時(shí)間比值α為：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法，其特征在于：比值圖像與時(shí)空壓力的關(guān)系式為：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)彈分離運(yùn)動(dòng)捕獲壓敏漆的壓力信號(hào)處理方法，其特征在于：靜壓的計(jì)算方程為：