[发明专利]一种烧蚀结构形貌及产物的在线监测装置及其监测方法

摘要

本发明公开了一种烧蚀结构形貌及产物的在线监测装置及其监测方法。本发明采用X射线发生/接收装置，获得测试试件的微结构图像；采用高分辨率CCD相机得到测试试件的表面形貌图像；采用红外测温仪结合CCD相机的红光通道和绿光通道值得到全场的温度分布；高光谱相机采集测试试件的光谱图像；控制及图像处理单元通过图像分析与处理，获得测试试件在烧蚀过程中微结构的演化情况、烧蚀液滴的产生流动融合情况、烧蚀产物组分及分布的实时、精确监测，并同步得到物体表面全场温度分布，去除热辐射对光谱信息的影响；利用该技术可实现对烧蚀微结构与表面液滴、烧蚀温度与烧蚀产物之间关系的分析。

主权项

1.一种烧蚀结构形貌及产物的在线监测装置，其特征在于，所述在线监测装置包括：X射线发生装置、X射线探测接收器、烧蚀加热装置、红外测温仪、带有蓝光带通滤波片的高分辨率CCD相机、高光谱相机、光源、隔离室和控制及图像处理单元；其中，所述X射线发生装置、烧蚀加热装置、红外测温仪、带有蓝光带通滤波片的高分辨率CCD相机、X射线探测接收器、高光谱相机和光源设置在隔离室内；测试试件位于隔离室内；在隔离室内的一端正对着测试试件的背面设置X射线发生装置；在隔离室内的另一端正对着测试试件的测试表面设置X射线探测接收器；所述烧蚀加热装置对着测试试件的测试表面；所述光源对着测试试件的测试表面；所述红外测温仪、带有蓝光带通滤波片的高分辨率CCD相机和高光谱相机分别对着测试试件的测试表面；所述X射线探测接收器、红外测温仪、带有蓝光带通滤波片的高分辨率CCD相机和高光谱相机通过同步线连接，并连接至位于隔离室外的控制及图像处理单元；光源发出窄带蓝光照射至测试试件的测试表面；烧蚀加热装置对测试试件的测试表面进行烧蚀；X射线发生装置向测试试件发射X射线并穿透测试试件，X射线探测接收器收集穿过测试试件的X射线并生成结构图像传输至控制及图像处理单元；带有蓝光带通滤波片的高分辨率CCD相机通过蓝光通道获取测试试件的测试表面的形貌图像并传输至控制及图像处理单元；带有蓝光带通滤波片的高分辨率CCD相机通过红光通道和绿光通道采集测试试件的测试表面的相应通道的亮度信息并传输至控制及图像处理单元；红外测温仪采集测试试件的测试表面的一个点的温度信息并传输至控制及图像处理单元；高光谱相机采集测试试件的光谱图像并传输至控制及图像处理单元；控制及图像处理单元根据X射线探测接收器获得的结构图像得到烧蚀微结构的演化情况，根据高分辨率CCD相机的蓝光通道采集的形貌图像得到烧蚀液滴尺寸及其运动情况，根据高分辨率CCD相机的红光通道和绿光通道采集的亮度图像，结合红外测温仪采集的一个点的温度信息得到全场温度分布，根据光谱图像得到烧蚀产物的组分和分布情况。