[发明专利]一种监测飞行中高温颗粒温度场的装置和方法

权利要求书

1.一种监测飞行中高温颗粒温度场的装置，其特征在于：所述装置包括颗粒喷枪(1)、半封闭罩壳(2)、摄像机(4)和黑体炉(9)及光学高温计(7)；所述半封闭罩壳(2)顶端设置颗粒导入孔(12)和摄像孔(3)，所述摄像孔(3)设置在半封闭罩壳(2)顶端的中部；所述颗粒导入孔(12)设置在半封闭罩壳(2)顶端的一侧；所述颗粒喷枪(1)通过所述颗粒导入孔(12)插入半封闭罩壳(2)内；所述摄像机(4)的镜头通过摄像孔(3)伸入半封闭罩壳(2)内；所述光学高温计(7)插入测温导管(6)内；所述半封闭罩壳(2)的底部设置有第一黑体炉槽(10)和第二黑体炉槽(11)。

2.按照权利要求1所述的一种监测飞行中高温颗粒温度场的装置，其特征在于：所述装置还包括光学高温计(7)、刻度盘(5)、销轴(8)和测温导管(6)；所述刻度盘(5)、销轴(8)和测温导管(6)设置在所述半封闭罩壳(2)顶端；所述销轴(8)设置在半封闭罩壳(2)顶端的与所述颗粒导入孔(12)相对的一侧；所述刻度盘(5)为扇形盘体，所述刻度盘(5)固定在所述半封闭罩壳(2)顶端，所述销轴(8)穿过刻度盘(5)的圆心将刻度盘(5)限位在半封闭罩壳(2)顶端，并使所述测温导管(6)可以绕着所述销轴(8)在所述刻度盘(5)盘面旋转。

3.按照权利要求1或2所述的一种监测飞行中高温颗粒温度场的装置，其特征在于：所述第一黑体炉槽(10)设置在销轴(8)的下方；所述第二黑体炉槽(11)在摄像机(4)的镜头下方，第二黑体炉槽(11)竖直中心线与摄像机(4)镜头的竖直中心线重合。

4.按照权利要求1所述的一种监测飞行中高温颗粒温度场的装置，其特征在于：所述摄像孔(3)下方设有镜头保护罩(14)，摄像机(4)的镜头伸入镜头保护罩(14)内，所述镜头保护罩(14)的底部安装有滤镜(13)。

5.一种监测飞行中高温颗粒温度场的方法，其特征在于：所述方法采用如权利要求1所述的装置，且所述方法包括

将黑体炉(9)放置到第二黑体炉槽(11)上，将摄像机(4)的镜头对准黑体炉(9)，分别调节黑体炉(9)到不同温度T，并用摄像机(4)拍摄不同温度T的黑体炉(9)射出的光线形成的图像；求取所拍摄的不同温度的图像对应的红、绿、蓝三原色对应的R、G、B平均值；利用公式Gray＝aR+bG+cB计算图像的灰度Gray，其中系数a、b、c为三原色的权重系数；将黑体炉(9)在第二黑体炉槽(11)上不同温度T和与不同温度T对应的图像灰度Gray拟合成Gray-T曲线；

从颗粒喷枪(1)中喷出高温颗粒，穿过颗粒导入孔(12)进入到半封闭罩壳(2)内，摄像机(4)连续记录下高温颗粒或者高温颗粒群飞过的动态图像；

选定待测的高温颗粒，求取相应高温颗粒的图像对应的红、绿、蓝三原色对应的R、G、B平均值；利用公式Gray＝aR+bG+cB计算图像的灰度Grayx，其中a、b、c为权重系数；在所述Gray-T曲线用Grayx值进行插值获得对应的温度值Tx；

对所述动态图像记录下的颗粒群外缘的多个高温颗粒求取图像的R、G、B平均值，并计算得到相应的图像的灰度Gray，在所述Gray-T曲线上根据Gray值插值求得对应的不同高温颗粒的温度值，从而获得颗粒群外缘的温度场。

6.按照权利要求5所述的一种监测飞行中高温颗粒温度场的方法，其特征在于：所述方法进一步使用如权利要求2所述的装置，且所述方法还包括

将黑体炉(9)放置到第一黑体炉槽(10)；测温导管(6)绕着销轴(8)沿着刻度盘(5)盘面旋转，调整光学高温计(7)的测温探头指向黑体炉(9)；分别调节黑体炉(9)至不同的温度，读取光学高温计(7)所对应的温度指示，将黑体炉(9)的设置温度与光学高温计(7)的指示温度比较，获得光学高温计(7)的标定曲线；

从所述颗粒喷枪(1)中喷出高温颗粒穿过颗粒导入孔(12)进入到半封闭罩壳(2)内，以销轴(8)为轴沿着刻度盘(5)旋转测温导管(6)，将光学高温计(7)的测温探头指向待测颗粒，直接读取颗粒或者颗粒群外缘的表面温度，将读取的温度与标定曲线比较获得颗粒或者颗粒群外缘的表面温度。