基于压力敏感涂料探针分子荧光寿命的测量方法

摘要

一种基于压力敏感涂料探针分子荧光寿命的测量方法，采用的系统包括脉冲激发光源，采集相机，同步控制器、计算机、凹透镜和滤光片，本方法使用脉冲光源激发涂料，使用采集相机迅速曝光两次，采集荧光光强信息。采用二次作比的方法进行数据处理，降低了目标存在形变时实验图像与参考图像进行配准带来的误差。可以使用PIV用绿激光器进行激发，使用高能量脉冲光源可以大幅缩短曝光时间，减弱运动模糊现象。该系统可以被应用于旋转部件PSP/TSP测量实验。

主权项

一种基于压力敏感涂料探针分子荧光寿命的测量方法，采用的系统包括脉冲激发光源，采集相机，同步控制器、计算机、凹透镜和滤光片，试验前进行飞行器压力敏感涂料喷涂，随后固定安装脉冲激发光源及采集相机，凹透镜置于脉冲激发光源前用于扩束，滤光片置于采集相机前，脉冲激发光源和采集相机与同步控制器相连，采集相机和计算机相连接，调节整个系统，保证采集相机输出图像符合预期，用同步控制器提供稳定的可调延迟的触发信号；其特征在于，方法如下：试验过程中，令同步控制器先对脉冲激发光源进行触发，在脉冲结束后，触发采集相机，采集相机迅速曝光两次，完成采集，得到两张包含荧光信息的图像，该图像需要按相同设定在无风状态下采集；计算机并记录此刻模型表面静压和温度，采集相机A帧落在涂料荧光光强上升区域，包含本地光照信息和涂料厚度信息；B帧落在涂料荧光衰减段，包含实验时模型表面静压的压力信息，采用的公式如下：Ref为无风参考图像，为refA和refB两帧；exp为有风状态图像，为expA和expB两帧；ρ为实验时模型表面静压，为被测值；ρ₀，T₀为无风状态纪录的模型表面静压和温度；获得至少8个测压点和5个测温点下的涂料亮度数值，要求标定测试系统与实验测试系统完全一致，故实际获得的是AB两帧亮度在不同温度、压力下的数值，记作calib_A和calib_B，按照下述关系式计算全部点Ir值，为至少8×5的矩阵，记为，根据实验测试时无风参考时的T₀和ρ₀对Ir矩阵进行二次求比：其中由使用二维插值算法得到，具体算法可使用双样条函数等，随后计算实验图像，各像素点Irr值：基于经验、实际测量等给出实验测试时温度，压力敏感涂料的压力灵敏度优于温度灵敏度，且常规风洞测试，地面测试温度预知，基于对进行二维插值，获得，即获得标定测试时，在状态下，随压力p的变化关系，最后基于及一维插值得到测试点压力值，算法为样条插值，算法成立条件为：随ρ严格单调，另外、不得超出标定测试压力温度涵盖范围，否则会导致外插值，该点由标定测试时状态选择保证，使用计算机对整张图像进行上述矩阵运算后，获得表面全场压力分布。