[发明专利]一种高温部件表面温度测量方法

说明书

本发明提供了一种高温部件表面温度测量方法，首先在高温部件待测温区域设置金属丝，金属丝熔点与待测温区域预估的最高温度匹配；对高温部件开展热试验；采集金属丝在热试验过程中出现的外观和内部晶向的变化，通过比对标准温度样本，判断待测温区域的温度。该方法采用金属丝监测高温部件表面温度，贴合牢固，能有效抵御高温、高速气流的冲刷，该方法适应性强，在狭小空间和光学设备无法成像的区域也能进行温度监测；测量结果稳定可靠，对流场和温度场干扰很小。

技术领域

本发明属于高温部件的温度测量技术领域，具体涉及一种高温部件表面温度测量方法。

背景技术

高温部件是高速飞行器、高性能发动机、核反应堆的重要组成部分。高温部件的热试验是评价高温部件性能的重要手段。试验过程中高温部件的温度测量是整个试验的关键环节，是评价高温部件性能的重要支撑手段。

在高温热试验中，常用的温度测量手段为热电偶测量和红外测量两种。热电偶测量是将热电偶直接焊接在待测温部件表面，将温度信号转化为电信号，实现温度测量。但是，热电偶丝较细，强度低，直接应用在具有气流冲刷的高温部件表面易脱落，无法实现可靠测温。红外测温是典型的非接触式测温方法，通过高温部件表面辐射的能量获得部件的表面温度。但是，红外测温受视场限制，无法测量被遮挡区域的温度；另外，红外测温会受到环境干扰，当测量设备和待测部件之间存在污染物时，测量精度会受到较大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单可靠、稳定有效、适应性强的高温部件表面温度测量方法，弥补常规温度监测手段的不足，为高温部件热试验中的表面温度监测问题提供一种新的思路。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：

本发明提供了一种高温部件表面温度测量方法，包括如下步骤

在高温部件待测温区域设置金属丝，所述金属丝熔点与待测温区域预估的最高温度匹配；

对高温部件开展热试验；

采集金属丝在热试验过程中出现的外观和内部晶向的变化，通过比对标准温度样本，判断待测温区域的温度。

进一步地，所述待测温区域分别布置沿第一方向、第二方向的金属丝，所述第一方向的金属丝和所述第二方向的金属丝形成一定夹角。

进一步地，所述第一方向、第二方向的金属丝熔点不同；所述第一方向的金属丝布置在下，熔点低，用于测温；所述第二方向的金属丝布置在上，熔点高，用于辅助固定第一方向的金属丝。

进一步地，所述第一方向的金属丝和第二方向的金属丝相互垂直。

进一步地，若待测温区域温度梯度小于20℃/mm时，所述第一方向的金属丝布置一根、所述第二方向的金属丝布置三根；若待测温区域温度梯度大于等于20℃/mm时，所述第一方向的金属丝布置二或三根、所述第二方向的金属丝布置三根。

进一步地，所述第一方向的金属丝与热工质流向夹角在0～15°之间；所述第一方向的金属丝的熔点为T-20℃～T+50℃，所述第二方向的金属丝的熔点不小于T+100℃，T为待测温区域最高温度。

进一步地，所述金属丝直径选择范围为0.2mm～0.5mm，所述第一方向的金属丝长度选择范围为5mm～6mm、所述第二方向的金属丝长度选择范围为4.5mm～5mm；所述第一方向的金属丝间距选择范围为0.8mm～1mm；所述第二方向的金属丝间距选择范围为1.2mm～1.5mm。

进一步地，所述待测温区域为矩形，沿第一方向长度尺寸为6mm～6.5mm，沿第二方向宽度尺寸为5mm～5.5mm，待测温区域总面积不大于待测高温部件总表面积的5％。

进一步地，所述高温部件表面温度测量方法具体包括以下步骤：

确定待测温区域的温度范围；