[发明专利]一种基于光学的气体压力温度高精度同步测量方法

说明书

本发明涉及一种基于光学的气体压力温度高精度同步测量方法，属于计量测试技术领域。本发明通过融合折射率法和吸收光谱法中的波长调制法两种光学压力和温度测量方法模型，结合了基于折射率的气体压力测量方法精度高，和基于分子吸收光谱的气体压力测量方法蕴含信息丰富的特点，实现了气体压力和温度分离和同步精确测量。

技术领域

本发明涉及一种基于光学的气体压力温度高精度同步测量方法，属于计量测试技术领域。

背景技术

压力是力学计量和测试的重要参数之一，其在航空、航天、核工业、舰船、兵器等领域应用非常广泛。在国防工业测试过程中，压力量值的准确与否直接影响到国防工业各个领域的安全和发展。利用光学测量的高精度、高分辨率、高动态等优势，建立的光学压力测量技术正在成为压力计量领域的新的热点和趋势，将为未来实现高精度压力测试、高精度压力标准、现场自校准压力测试和现场标准提供重要的技术支持。目前常用的光学压力测量方法主要为基于折射率和吸收光谱两种，一般情况下，这两种方法的压力测量装置都处于温度变化的环境中，被测气体的压力和温度参数同时变化且相互影响，如何实现动态环境下气体压力和温度的高精度同步测量是目前气体压力光学测量中面临的突出问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于光学的气体压力温度高精度同步测量方法，用于动态环境下气体压力和温度的高精度同步测量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种变温环境下高精度压力光学测量方法，包括如下步骤：

步骤一、利用吸收光谱法中的波长调制技术测量多个谱线线形参数，并通过迭代算法解算出含有系统误差的压力p_s与温度值T_s。

步骤二、利用折射率法测量气体折射率变化值，由气体状态方程建立气体折射率、压力和温度关系如下所示：

p＝ρRT[1+Bρ+Cρ²+Dρ³+...]

式中：p为气体压力，R是理想气体常数，T为温度，B，C和D分别为第一，第二和第三密度维里系数，ρ为介质密度，计算公式为：

式中：n为气体折射率，A_ε，b_ε分别为第一，第二介电维里系数。

步骤三、针对步骤一计算得到的可能含有较大系统误差的压力p_s与温度T_s，利用步骤二建立的气体的压力，与温度和折射率之间的关系模型，进行修正，得到精确的压力值p₀和温度值T₀：

有益效果

本发明的一种基于光学的气体压力温度高精度同步测量方法，通过融合折射率法和吸收光谱法中的波长调制法两种光学压力和温度测量方法模型，结合了基于折射率的气体压力测量方法精度高，和基于分子吸收光谱的气体压力测量方法蕴含信息丰富的特点，实现了气体压力和温度分离和同步精确测量。

附图说明

图1为本发明所述方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图1和实施例对本发明作进一步详述。本实施例以本发明技术方案为前提，给出了具体的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。