亞像元溫度分布的高速紅外光學診斷方法研究

《亞像元溫度分布的高速紅外光學診斷方法研究》是依託清華大學，由符泰然擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：亞像元溫度分布的高速紅外光學診斷方法研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：符泰然
• 項目類別：面上項目

項目摘要

本項目以能源動力、航空航天領域所涉及的熱端部件高溫測量為研究背景，針對於非均勻高溫目標非接觸輻射測量的套用需求，建立一種新型的輻射高溫遙感測量方法—亞像元溫度分布的紅外光學診斷方法與測試技術，研究成果套用將解決渦輪葉片、熱結構試驗件、燃燒室壁面等非均勻溫度分布目標的高速非接觸測量的共性關鍵技術基礎問題。研究內容包括：建立點區域光譜輻射信息反演亞像元溫度分布的物理及數學模型；開展亞像元溫度分布解耦方法及最佳化分析研究，研究多光譜測量區間範圍選擇、獨立測量光譜數量與間隔、點區域溫度範圍及分布、目標區域發射率特徵等測量條件下的反演算法求解的精確度與適應性；開展光譜輻射測溫系統標定校準與溯源方法研究，發展基於線光譜回響的光譜雜散光校準矩陣及線上校準算法；開展光譜輻射測溫系統實驗測量與驗證研究。項目研究將對非接觸輻射測溫理論和技術在能源動力、航空航天等高新技術領域中的高溫測試套用具有重要科學意義。

結題摘要

本項目以能源動力、航空航天領域所涉及的熱端部件高溫測量為研究背景，針對高瞬態、非均勻高溫目標非接觸輻射溫度測量需求與現狀，開展了多光譜輻射信息反演亞像元溫度分布的模型、亞像元溫度分布解耦算法、輻射測溫技術等相關研究工作，建立了亞像元溫度分布的高速紅外光學診斷方法與測試技術，提出了基於輔助光源法的高溫表面溫度場和發射率分布同時測量方法、基於有效輻射的渦輪葉片表面輻射測溫最佳化方法，研究了飛秒雷射誘導周期微結構表面高溫熱輻射特性、金屬微結構表面高溫氧化動力學與熱輻射特性分布規律，實現了高瞬態、非均勻目標所形成的溫度梯度區域目標溫度場分布診斷。項目研究將為高溫旋轉渦輪葉片、大梯度熱測試結構等溫度測試提供非常有意義的方法基礎支撐，為輻射測溫技術在能源動力、航空航天領域的高溫測量方面的推廣套用提供科學指導。研究成果已在我國航空航天領域機構以及國家科技工程中套用，已取得顯著的社會效益。