【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及荧光测温领域，特别是指一种热力辅助荧光测温方法和系统。
技术介绍
1、燃烧室出口温度场是评价燃烧室性能好坏的关键指标，对涡轮性能和热端部件寿命有直接的影响，是涡轮等热端部件运行过程中必须考虑的问题。当前燃烧室部件设计不断向高温、升高热容方向发展，主燃烧室出口温度不断提高。出口温度场的不稳定、在周径向分布不均匀等形式，对燃烧室下游部件热力状态都有不良影响，从而导致发动机可靠性及性能指标降低。开展燃烧室出口温度场测量的研究，对评定温度场品质，了解燃烧室内在规律，进而指导燃烧室的设计、加工具有重要意义。
2、plif技术作为目前主流燃烧室出口温度场测量技术之一，对燃烧流场基本没有扰动,可定量测量组分浓度及温度，具有高时空分辨率等特点。plif测温方法按原理区分主要有三种，分别是激发扫描法、双线法和热力辅助荧光法。从测量对象上看，激发扫描法常用于稳态火焰，而双线法和热力辅助荧光法除了可用于稳态火焰还可以用于湍流火焰；从实验设备上看，双线法需要两个激光源，而热力辅助荧光法只需要一个激光源。
3、目前现有的plif热辅助荧光技术的通常采用两台相机对荧光信号进行采集，其实验布置成本高且复杂，为此在原有的热辅助荧光技术上进行改进，提出双光路荧光信号探测方法，只用一台相机便能探测到荧光信号。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种热力辅助荧光测温方法和系统，在原有热辅助荧光法进行改进，通过改良实验装置，只需一台相机即可测量得
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种热力辅助荧光测温方法，其特征在于，包括：
4、利用软件模拟确定激光激发波段和收集的两种荧光信号波段；
5、通过激光光路模块输出所述激发波段的激光，再将所述激光整形成片状光入射于测量流场的待测对象，使得所述待测对象发出荧光信号：
6、采用双光路荧光收集模块收集所述待测对象发出的两种所述荧光信号波段并进行处理得到荧光信号图像，所述荧光信号图像包括相对画幅中线左右对称的同时序的两种不同波段的荧光信号；
7、将所述荧光信号图像按照空间位置对齐像素排布，再逐像素计算荧光强度比值，根据荧光强度值比值与温度的关系，对应求出每个像素对应空间位置的温度，得到测量流场的二维温度场。
8、利用软件模拟激光在实验温度下激励oh自由基a2σ+←x 2πi(0,0)、(1,0)波段得到的荧光光谱，确定激光激发波长和收集的两种荧光信号波段。
9、所述双光路荧光收集模块通过拍摄黑白棋格标定板还原测量流场原本空间特征的畸变校正程序，再对收集到的所述荧光信号图像的两不同波段的荧光信号进行畸变校正。
10、计算特定温度下荧光光谱在两个所述荧光信号波段的积分，并把所述荧光信号波段的积分结果作比，得到这一特定温度的两波段荧光强度比值，重复该过程，绘制荧光强度比值与温度的散点图，然后进行多项式拟合，得到所述荧光强度值比值与温度的关系。
11、一种热力辅助荧光测温系统，其特征在于，利用软件模拟确定激光激发波段和收集的两种荧光信号波段，还包括
12、激光光路模块，输出所述激发波段的激光，再将所述激光整形成片状光入射于测量流场的待测对象，使得所述待测对象发出荧光信号；
13、双光路荧光收集模块，收集所述待测对象发出的两种所述荧光信号波段并进行处理得到荧光信号图像，所述荧光信号图像包括相对画幅中线左右对称的同时序的两种不同波段的荧光信号；
14、计算模块，将所述荧光信号图像按照空间位置对齐像素排布，再逐像素计算荧光强度比值，根据已知的荧光强度值比值与温度的关系，对应求出每个像素对应空间位置的温度，得到测量流场的二维温度场。
15、所述激光光路模块包括沿光路依次设定的激光器、凹透镜、凸透镜和反射镜，所述激光器发出的所述激发波段的激光穿过所述凹透镜和所述凸透镜后变成片状光，再经所述反射镜反射于所述待测对象。
16、所述双光路荧光收集模块包括有相机、两第一反射镜，两第二反射镜、第一滤镜和第二滤镜；所述相机位于所述测量流场以收集两种所述荧光信号波段；两所述第一反射镜分别对称地位于所述相机中心轴线的左右两侧以反射来自所述待测样品激发的全波段的荧光信号；两所述第二反射镜对称地位于所述相机中心轴线上以分别将两种所述荧光信号波段反射至相机；所述第一滤镜和所述第二滤镜也对称地位于所述相机中心轴线的左右两侧，且第一滤镜位于其中一所述第一反射镜和所述第二反射镜之间并设置成让其中一所述荧光信号波段透过，第二滤镜位于另一所述第一反射镜和另一所述第二反射镜之间且设置成让另一所述荧光波段透过。
17、所述双光路荧光收集模块还包括有延时发生器，所述延时发生器连接于所述相机和所述激光光路模块以保证二者工作同步。
18、还包括有计算机，所述计算机与所述双光路荧光收集模块相连以存储所述荧光信号图像的数据。
19、由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
20、本专利技术的方法，选择的测温方法为双波段的热辅助荧光法，其原理是自由基受到特定波长的激光激励后会进行电子能级跃迁，同时还伴随着振动和转动能级的迁移并辐射荧光信号，根据采集到的不同振动能级辐射的荧光信号来反演温度场。相比如激发扫描法测量对象更广，不仅能测量稳定的层流火焰，还可测量湍流火焰，相比双线法实验成本更低，只需要一个激光源，相比传统测温技术，其对燃烧流场没有扰动、具有高时间、高空间分辨率、不局限于单点测温能得到二维温度场分布等特点。
21、本专利技术选用特定的激光波长，通过透镜组将激光束整形成片状光于火焰上。此波长可激励oh自由基进行能级跃迁并向外辐射出a2σ+←x2πi(0,0)和(1,0)的荧光信号，荧光信号通过双光路系统被高速相机所采集。
22、本专利技术中，将拍摄到的荧光信号图像进行数据处理，包括去除背景噪声，对图像进行畸变校正，添加高斯滤波，乘以相关系数补偿滤镜的信号损失等，最后将两侧荧光信号图像逐像素进行温度计算得到其对应的二维温度。
23、本专利技术相比于双色荧光法需要两个激光源与激光片强度监测系统和一般的热力辅助荧光法需要两台相机的复杂实验布置，这种方法最大的优势在于不需要两个激光源和激光片强度监测系统，利用滤镜分离两个波段荧光信号，只用一个激光源和一台相机便成功得到模型燃烧室出口的二维温度场。简化了航空发动机开展光学测量的实验布置，降低了航空发动机温度测量的成本。
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1.一种热力辅助荧光测温方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种热力辅助荧光测温方法，其特征在于，利用软件模拟激光在实验温度下激励OH自由基A2Σ+←X 2Πi(0,0)和(1,0)波段得到的荧光光谱，确定激光激发波长和收集的两种荧光信号波段。
3.如权利要求1所述的一种热力辅助荧光测温方法，其特征在于，所述双光路荧光收集模块通过拍摄黑白棋格标定板还原测量流场原本空间特征的畸变校正程序，再对收集到的所述荧光信号图像的两不同波段的荧光信号进行畸变校正。
4.如权利要求1所述的一种热力辅助荧光测温方法，其特征在于，计算特定温度下荧光光谱在两个所述荧光信号波段的积分，并把所述荧光信号波段的积分结果作比，得到这一特定温度的两波段荧光强度比值，重复该过程，绘制荧光强度比值与温度的散点图，然后进行多项式拟合，得到所述荧光强度值比值与温度的关系。
5.一种热力辅助荧光测温系统，其特征在于，利用软件模拟确定激光激发波段和收集的两种荧光信号波段，还包括
6.如权利要求5所述的一种热力辅助荧光测温系统，其特征在于，所述激光光路模
7.如权利要求5所述的一种热力辅助荧光测温系统，其特征在于，所述双光路荧光收集模块包括有相机、两第一反射镜，两第二反射镜、第一滤镜和第二滤镜；所述相机位于所述测量流场以收集两种所述荧光信号波段；两所述第一反射镜分别对称地位于所述相机中心轴线的左右两侧以反射来自所述待测样品激发的全波段的荧光信号；两所述第二反射镜对称地位于所述相机中心轴线上以分别将两种所述荧光信号波段反射至相机；所述第一滤镜和所述第二滤镜也对称地位于所述相机中心轴线的左右两侧，且第一滤镜位于其中一所述第一反射镜和所述第二反射镜之间并设置成让其中一所述荧光信号波段透过，第二滤镜位于另一所述第一反射镜和另一所述第二反射镜之间且设置成让另一所述荧光波段透过。
8.如权利要求7所述的一种热力辅助荧光测温系统，其特征在于，所述双光路荧光收集模块还包括有延时发生器，所述延时发生器连接于所述相机和所述激光光路模块以保证二者工作同步。
9.如权利要求7所述的一种热力辅助荧光测温系统，其特征在于，还包括有计算机，所述计算机与所述双光路荧光收集模块相连以存储所述荧光信号图像的数据。
...【技术特征摘要】
1.一种热力辅助荧光测温方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种热力辅助荧光测温方法，其特征在于，利用软件模拟激光在实验温度下激励oh自由基a2σ+←x 2πi(0,0)和(1,0)波段得到的荧光光谱，确定激光激发波长和收集的两种荧光信号波段。
3.如权利要求1所述的一种热力辅助荧光测温方法，其特征在于，所述双光路荧光收集模块通过拍摄黑白棋格标定板还原测量流场原本空间特征的畸变校正程序，再对收集到的所述荧光信号图像的两不同波段的荧光信号进行畸变校正。
4.如权利要求1所述的一种热力辅助荧光测温方法，其特征在于，计算特定温度下荧光光谱在两个所述荧光信号波段的积分，并把所述荧光信号波段的积分结果作比，得到这一特定温度的两波段荧光强度比值，重复该过程，绘制荧光强度比值与温度的散点图，然后进行多项式拟合，得到所述荧光强度值比值与温度的关系。
5.一种热力辅助荧光测温系统，其特征在于，利用软件模拟确定激光激发波段和收集的两种荧光信号波段，还包括
6.如权利要求5所述的一种热力辅助荧光测温系统，其特征在于，所述激光光路模块包括沿光路依次设定的激光器、凹透镜、凸透镜和反射镜，所述激光器发出的所述...
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