主权项 |
一种爆震火焰温度测量方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:在脉冲爆震发动机的爆震管(5)出口火焰处放置一台红外光谱仪(2)和一台准备标定的高速摄影机(1);固定整个系统不动,控制火花塞(3)点火起爆,用红外光谱仪(2)获得不同时刻爆震燃烧尾焰温度,同时高速摄影机捕获同一位置处此时此刻的尾焰图像;步骤2:设置高速摄影机拍摄参数,获取系统修正系数K并对系统修正系数进行标定;步骤2.1:设定高速摄影机的拍摄频率为f,曝光时间为t;采用比色公式<img file="FDA0000636026700000011.GIF" wi="474" he="220" />获取系统修正系数K,其中,C<sub>2</sub>为普朗克第二辐射常数,λ<sub>r</sub>为红光波长,λ<sub>g</sub>为绿光波长,R,G分别为红光分量与绿光分量的辐射强度;步骤2.2:将脉冲爆震发动机点火,高速摄影机和红外光谱仪同时工作;在相同的时间下,取出高速摄影拍摄的图像和红外光谱仪的温度测量值,在照片上选取n个点并将这n个点的R、G灰度值和这n个点在红外光谱仪中对应的温度代入步骤2.1的公式中,得到与之相应的K值;测量中会存在误差,K值并不唯一;如果取所有K值的平均数会使误差较大,所以用最小二乘法得出K与R/G的线性关系,即R/G是K的一个一次函数;将其代入步骤2.1的公式中,采用公式<img file="FDA0000636026700000012.GIF" wi="600" he="216" />对系统修正系数进行标定;步骤3:在脉冲爆震发动机的燃烧室主燃区开设一段透明的石英观察窗(4),将标定好的高速摄影机放置于石英窗前,脉冲爆震发动机点火起爆后,用高速摄影机拍摄爆震燃烧火焰;步骤4:在拍摄好的图像中选取不同时刻的火焰图像;在MATLAB中使用imread命令打开图像;用MATLAB中自带的imfilter滤波器,选择average进行均值滤波;再用dftfilt命令进行频域区的低通滤波器去除高频分量;步骤5:爆震火焰温度场的建立;在MATLAB中打开滤波后的爆震火焰图像;使用分离命令将滤波后的爆震火焰图像分为R、G、B三个分量的矩阵;用R矩阵点除G矩阵得出R/G的矩阵;代入步骤2.1中的公式获得每个像素上的温度值;最后,将所有像素点对应的温度值组合成温度场的图形。 |