[发明专利]一种高温流场环境下模型表面辐射率测量装置及方法

权利要求书

1.一种高温流场环境下模型表面辐射率测量装置，其特征在于，包括：

红外热成像仪，用于采集高温流场环境下的模型表面的温度；

CCD相机，用于采集高温流场环境下的模型表面的RGB图像；

控制模块，与所述红外热成像仪和所述CCD相机均连接，用于获取所述CCD相机采集的RGB图像并进行处理，根据RGB图像得到模型表面的温度分布数据，结合所述红外热成像仪采集的温度以及辐射率和温度之间的对应关系，计算高温流场环境下的模型表面的辐射率分布数据。

2.根据权利要求1所述的高温流场环境下模型表面辐射率测量装置，其特征在于，

所述CCD相机的镜头前设有衰减片。

3.根据权利要求1所述的高温流场环境下模型表面辐射率测量装置，其特征在于，

所述控制模块用于根据比色测温的原理对RGB图像进行处理，得到模型表面的温度分布数据。

4.根据权利要求1所述的高温流场环境下模型表面辐射率测量装置，其特征在于，

所述控制模块计算高温流场环境下的模型表面的辐射率分布数据，利用如下表达式：

ε2＝ε1×(T1/T2)⁴；

其中，ε1表示所述红外热成像仪中设置的固定辐射率，ε2表示计算得到辐射率，T1表示所述红外热成像仪采集的温度，T2表示根据RGB图像得到的模型表面的温度，T1、T2的单位均为K。

5.一种高温流场环境下模型表面辐射率测量方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的高温流场环境下模型表面辐射率测量装置实现，包括：

设置红外热成像仪和CCD相机的工作参数，令所述红外热成像仪和所述CCD相机同步进行采集；

开启高温流场，获取所述红外热成像仪采集的模型表面的温度，以及所述CCD相机采集的模型表面的RGB图像；

对所述CCD相机采集的RGB图像进行处理，根据RGB图像得到模型表面的温度分布数据；

结合所述红外热成像仪采集的温度、根据RGB图像得到的温度分布数据，以及辐射率和温度之间的对应关系，计算高温流场环境下的模型表面的辐射率分布数据。

6.根据权利要求5所述的高温流场环境下模型表面辐射率测量方法，其特征在于，

在所述设置红外热成像仪和CCD相机的工作参数之前，还包括：

设置所述高温流场环境下模型表面辐射率测量装置，令所述红外热成像仪和所述CCD相机垂直流场喷射方向进行采集。

7.根据权利要求5所述的高温流场环境下模型表面辐射率测量方法，其特征在于，

若所述CCD相机的镜头前设有衰减片，在所述设置红外热成像仪和CCD相机的工作参数之前，还包括：

对所述CCD相机的光谱响应系数进行标定。

8.根据权利要求7所述的高温流场环境下模型表面辐射率测量方法，其特征在于，

所述对所述CCD相机的光谱响应系数进行标定，包括：

令高温黑体炉阶梯式升温；

获取多组高温黑体炉的炉温与对应的光谱响应系数；

通过三次样条插值拟合CCD相机光谱响应系数。

9.根据权利要求5所述的高温流场环境下模型表面辐射率测量方法，其特征在于，

所述对所述CCD相机采集的RGB图像进行处理，得到模型表面的温度分布数据，包括：

对RGB图像进行去噪；

基于RGB图像，根据比色测温的原理得到模型表面的温度分布数据。

10.根据权利要求9所述的高温流场环境下模型表面辐射率测量方法，其特征在于，

所述对所述CCD相机采集的RGB图像进行去噪之后，还包括：

采用基于颜色信息的图像分割方法，对去噪后的RGB图像进行图像分割；图像分割的阈值通过自适应选取确定。