[发明专利]一种低温温敏漆转捩测量试验方法

权利要求书

1.一种低温温敏漆转捩测量试验方法，其特征在于，所述低温温敏漆的工作温度小于等于230K，低温温敏漆转捩测量试验方法包括以下步骤：

步骤一、准备模型，对模型进行清洁，温敏漆涂料喷涂和固化，对涂料表面进行打磨处理；

步骤二、准备光学测量设备，光学测量设备包括激发光源和CCD相机，激发光源功率按百分比可调，风洞观察窗为双层光学玻璃光窗；设备安装完毕后，确定激发光源和CCD相机的工作参数，具体包括：将激发光源的中心轴线和CCD相机的中心轴线按照10°~40°的夹角进行布置，激发光源布置于CCD相机后上方，CCD相机视场避开风洞反光区域，使用遮光材料隔绝环境光；设备安装完毕后，确定激发光源功率，设定CCD相机采集周期、曝光时间和光圈参数；

步骤三、准备洞体，对光学测量设备光路上的洞体进行消光处理，完成气体置换；

步骤四、启动风洞，采用定总温、变马赫数和变模型姿态的方式进行试验；

步骤五、采集试验图像，分别完成背景图像、基准图像、有风图像序列采集，具体包括：风洞到达目标总温后，调节压缩机转速，控制风洞运行到目标马赫数，同时模型姿态调整到目标工况，待模型均温后，开始试验图像采集，启动光源和CCD分别完成背景图像I_bkg、基准图像I_ref采集，采集完成后控制总温上升或者下降，停止液氮注入实现升温，加大液氮注入实现降温，总温开始上升或者下降后启动激发光源和CCD相机完成有风图像序列I_win(i)的采集，其中i=1,2,3,…,N；背景图像为风洞关闭激发光源采集到的图像，基准图像为模型均温状态下启动激发光源采集到的图像，有风图像为总温开始上升或下降后启动激发光源采集到的图像；

步骤六、采集完成后，如还有未试验的工况，则控制总温、马赫数和模型姿态调整到下一工况，重复步骤五；如需进行数据分析，则风洞进入待命状态，此时风洞压缩机低转速运行，控制总温上升或下降；

步骤七、在线校准计算，根据不同总温点的基准图像，计算得到校准曲线；计算校准曲线的方法包括：校准区域选择模型的湍流区，根据不同总温点的基准图像I_ref(T)和参考图像，求比值图像：

r^T= I_ref(T) / I_ref(Tr)

其中，r^T表示基准图像I_ref(T)和参考图像I_ref(Tr)求得的比值图像，人工选取比值图像r^T中模型测量区域的感兴趣区域，计算该区域所有像素点的平均值Avg^T，进行二阶多项式拟合，拟合式如下式所示：

T=a_Tr+ b_Tr·Avg^T+c_Tr·（Avg^T）²

由此得到校准曲线，每个参考温度下均可得到一条校准曲线；其中，T表示总温，a_Tr、b_Tr和c_Tr分别表示二阶多项式拟合系数；

步骤八、温度分布计算，将有风图像和基准图像扣除背景图像，将有风图像配准到基准图像，将有风图像和基准图像求比，得到比值图像，最后根据校准文件计算得到温度分布图像；进行温度分布计算时，首先将有风图像和基准图像扣除背景图像，之后将扣除背景图像的有风图像配准到扣除背景图形的基准图像，然后将扣除背景图像的有风图像和扣除背景图像基准图像求比，得到比值图像rⁱ，计算公式为：

rⁱ=( I_win(i)－I_bkg)/( I_ref－I_bkg) i=1,2,3,…,N

将计算得到的比值图像rⁱ带入步骤七中的二阶多项式即可计算得到温度分布图像，其中，I_ref为基准图像，I_bkg为背景图像，I_win(i)为有风图像序列；

步骤九、转捩位置分析，根据边界层转捩原理，判别转捩区域。