基于多CCD同步耦合的动态燃烧场三维辐射测温(特邀)

作     者：段鹏程 程博 管今哥 陈坤 张成飞 程耀瑜 薛晨阳 郑永秋 Duan Pengcheng;Cheng Bo;Guan Jinge;Chen Kun;Zhang Chengfei;Cheng Yaoyu;Xue Chenyang;Zheng Yongqiu

作者机构：中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 内蒙航天动力机械测试所内蒙古呼和浩特010076 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2022年第51卷第10期

页      面：41-50页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(62005251,62131018,62105305) 山西省基础研究计划(202103021222012,20210302123068) 国防基础科研计划(2020204B037) 

主　　题：动态燃烧场 三维温度场 普朗克黑体辐射定律 比色测温法 

摘      要：为满足燃烧场温度参量时空演化特征诊断的需求,提出了基于多CCD同步耦合的动态三维辐射测温方法。在多视线方向测量基础上,通过代数重建技术对燃烧场进行体素分割,根据Plank辐射定律采用标准黑体辐射源对光电信号的映射关系进行标定,利用比色法实现三维温度场表征。进一步在时间序列上控制多CCD相机来同步获取燃烧场不同视线方向的辐射信息,基于R、G通道内的灰度信息,对实验室蜡烛火焰与外场某型号固体火箭发动机试验器尾喷焰的瞬态燃烧场温度参量进行了测试。结果表明,在实验室内,蜡烛火焰温度分布范围为805.4~1280.8 K,使用热电偶进行时空点位验证,平均误差为3.8%,最大误差为4.36%;固体火箭发动机试验器尾喷焰最高温度为2125.7 K,经近红外测温仪验证,测试误差在8%以内。该研究能够在保证时间、空间分辨率的条件下对燃烧场的三维温度参量进行特征诊断,在航天测试领域,对固体火箭发动机的温度参量测量提供了一种有效的方法。