[发明专利]温度场和变形场同步测量装置和方法

说明书

本公开涉及一种温度场和变形场同步测量装置和方法。所述装置包括照明模块，用于通过光源照射待测量对象；图像获取模块，用于获取待测量对象在照明模块通过光源照射下的第一图像和第二图像；图像处理模块，连接到照明模块和图像获取模块，用于对第一图像和第二图像的各个通道的串扰量进行校正，确定第三图像和第四图像；图像处理模块，还用于根据第四图像的第一图像通道的灰度值，以及待测量对象的参考温度，确定待测量对象的温度场；图像处理模块，还用于根据第三图像和第四图像的第二图像通道的灰度值，确定待测量对象的变形场。通过上述装置可以使得温度场和变形场的计算结果准确性更高。

技术领域

本公开涉及材料实验技术领域，尤其涉及一种温度场和变形场同步测量装置和方法。

背景技术

在航空航天、燃气轮机等领域，许多关键结构部件在服役条件下，面临高温复杂环境的考验。在高温复杂环境下进行关键参数和物理量的测量、评估，对于指导材料选择、部件设计、结构优化等具有重要意义。按照测量形式，高温环境下的测量方法可分为接触式和非接触式两大类。

现有的接触式测量方法对元器件的要求高，限制了接触式测量方法在高温环境下的应用。此外，现有的非接触式测量方法往往通过数字图像分析确定所要测量的参数。但是现有的非接触式测量方法存在光学通道之间的串扰现象，导致不同通道的响应并非完全由辐射光或反射光产生，会对非接触温度场、变形场测量造成巨大影响。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种温度场和变形场同步测量装置和方法，用于解决现有技术的测量方法由于光学通道之间的串扰导致对温度场、变形场测量结果不准确的问题。

根据本公开的一方面，提供了一种温度场和变形场同步测量装置，包括：

照明模块，用于通过光源照射待测量对象，其中，所述光源包括绿光或者蓝光光源；

图像获取模块，用于获取所述待测量对象在所述照明模块通过光源照射下的第一图像和第二图像，其中，所述第一图像包括未加热所述待测量对象时的至少一幅图像，所述第二图像包括加热所述待测量对象后的至少一幅图像；

图像处理模块，连接到所述照明模块和所述图像获取模块，用于对所述第一图像和所述第二图像的各个通道的串扰量进行校正，确定第三图像和第四图像，其中，所述第三图像为对所述第一图像进行校正得到的至少一幅图像，所述第四图像为对所述第二图像进行校正得到的至少一幅图像；

所述图像处理模块，还用于根据所述第四图像的第一图像通道的灰度值，以及所述待测量对象的参考温度，确定所述待测量对象的温度场，其中，所述第一图像通道包括所述第四图像的红光通道和绿光通道或者所述第四图像的红光通道和蓝光通道；

所述图像处理模块，还用于根据所述第三图像和所述第四图像的第二图像通道的灰度值，确定所述待测量对象的变形场，其中，所述第二图像通道包括所述第三图像和所述第四图像的蓝光通道或绿光通道。

在一种可能的实现方式中，所述图像处理模块还用于：

提取标定图像序列中三色光通道对应的多个图像灰度值，根据所述多个图像灰度值，确定所述标定图像序列中每个像素点对应的单一光源在另外两个光通道产生的串扰量，其中，所述标定图像序列为在未加热所述待测量对象时，通过所述图像获取模块获取的在不同光源下含有不同灰度值的多个图像，所述三色光通道包括红光通道、绿光通道以及蓝光通道；

根据多个所述串扰量，通过预先设定的标定函数形式，拟合串扰校正函数，其中，所述串扰校正函数用于校正各个图像通道之间的串扰量。

在一种可能的实现方式中，所述图像处理模块还用于：

关闭环境光时，

调整所述图像获取模块的拍摄参数，以使所述图像获取模块在未加热所述待测量对象时获取的图像的三个光通道的灰度值均低于预设第一阈值。