【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种流场温度测量方法，尤其是一种基于lif技术的免标定非侵入式流场温度测量方法，属于激光光谱应用。
技术介绍
1、温度作为一种常见的物理参量，也是流场的一个特征参数，当流场的特性发生转捩时，带来的气动热效应会使得温度升高，获取到温度的变化对于流场可视化及得到相关流动变化规律是具有重要意义的，同时在特定的流场中获得准确的数据，可以为模型的建立、仿真数据的验证等提供依据。
2、随着激光技术的发展，光谱技术在流场测量中得到了快速的发展，lif(激光诱导荧光技术，laser induced fluorescence)作为一种激光光谱技术，可以实现非接触式测量，具有较大的动态响应能力。目前基于lif或plif技术的外流场温度测量，大多使用双色法来进行温度测量，双色法在进行测量时需要进行双波段荧光信号成像，双色法的测量需要进行标定，根据标定的结果来校正荧光信号所表征的温度值。
3、而光谱具有独特性，温度会改变光谱的特性，且不同温度范围内对光谱影响不同。因此，可以根据光谱的不同来对温度进行测量，同时由于光谱的独特性，对于测量得到的温度结果不需要进行标定，减少了实验的过程和由于标定带来的误差。此外，根据流场测量的需求，光谱测量可以拓展到二维和三维。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
存在的不足，本专利技术提供一种基于lif技术的免标定非侵入式流场温度测量方法，它在进行流场温度的测量时，可以得到流场的温度分布，能够满足多维度测量，同时避免进行标定。
2
3、步骤一：设定光谱仪及激光器的参数
4、光谱仪的测量波长范围应涵盖260-330nm，激光器选择nd:yag固体激光器，激光器输出激光经四倍频后得到266nm激光，光谱仪与激光器之间通过时序控制系统进行控制；
5、步骤二：设定实验甲苯气体的浓度及压力
6、将纯甲苯蒸汽通入到标定装置中，甲苯的浓度不超过3％，然后通入氮气到总压为101kpa；
7、步骤三：进行不同温度的甲苯荧光光谱测量
8、测量得到甲苯在温度范围不超过600℃下不同温度的荧光光谱，在范围内共测量多个温度点，将得到的光谱分别按各自谱线范围内强度的最大值进行归一化处理；
9、步骤四：基于偏最小二乘法进行模型建立
10、将得到的归一化荧光光谱使用全光谱的偏最小二乘法进行建模，将温度与光谱数据之间进行映射的建立，得到根据光谱数据进行温度反演的模型，首先根据偏最小二乘法对光谱矩阵x和变量矩阵y矩阵做主成分分解：
11、
12、式中，光谱矩阵x为不同温度的甲苯荧光光谱矩阵，变量矩阵y为温度值，t和u分别表示x和y的得分矩阵，p和q分别表示x和y的主成分矩阵，上标t表示对p和q矩阵求转置，ey和ex分别表示运用偏最小二乘法进行拟合x和y时引入的残差矩阵，
13、之后对t和u矩阵做线性回归分析，n表示关联系数矩阵，则得到：
14、
15、根据矩阵计算通过未知温度的甲苯荧光光谱矩阵x未知即可得到对应的未知的温度值y未知：
16、y 未知＝t 未知nq＝x 未知pτnq (3)
17、式中，t未知表示x未知的得分矩阵；
18、步骤五：真实流场的温度测量
19、将甲苯投放到真实流场中，使用光谱仪进行流场观测区域的甲苯的荧光光谱测量，根据步骤四建立的模型进行温度的反演即可得到真实流场的温度结果。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术得到的温度模型具有普适性，不会随流场环境的变化而变化，在进行温度场测量时不需要进行标定，可以避免因标定而带来的测量误差，适用于不同的测量需求，通过不同的测量方法，可以实现流场一维、二维、三维的测量需求，也可实现不同时刻的温度的测量，具有较高的灵活性。
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1.一种基于LIF技术的免标定非侵入式流场温度测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于LIF技术的免标定非侵入式流场温度测量方法，其特征在于：所述步骤一中光谱仪探测荧光信号的门宽为百ns级。
3.根据权利要求1所述的一种基于LIF技术的免标定非侵入式流场温度测量方法，其特征在于：所述步骤三中测量的温度点在25个以上。
【技术特征摘要】
1.一种基于lif技术的免标定非侵入式流场温度测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于lif技术的免标定非侵入式流场温度测量方法，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：于欣，韩明宏，彭江波，杨超博，曹振，亓金浩，袁勋，张善春，武国华，张樱娜，刘文备，宋英杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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