中紅外比色高溫測量系統(tǒng)的研制.pdf

1、防熱材料熱性能的好壞直接影響著飛行器的安全性能，在飛行器設(shè)計中至關(guān)重要。為防止氣動加熱對昂貴飛行器造成的損傷甚至毀壞，迫切需求地面模擬設(shè)備和高溫測量系統(tǒng)對飛行器駐點防熱材料進(jìn)行高溫測量。風(fēng)洞是研究氣流與物體相對運動、相互作用規(guī)律的地面模擬設(shè)備，被稱為航空航天的先行官；溫度是影響材料性能的重要參數(shù)和指標(biāo)，飛行器駐點的溫度測量，有助于合理選擇飛行器的防熱材料。受中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所委托，哈爾濱工業(yè)大學(xué)自動檢測與過程

2、系統(tǒng)研究所(D&CS)承擔(dān)了風(fēng)洞試驗中各種材料駐點溫度測量的研制工作，對提高飛行器安全可靠性能，促進(jìn)高精度溫度測量技術(shù)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
　　模擬狀態(tài)下的飛行器往往在高電壓、大電流以及其它危險情況下運行，無法依靠傳統(tǒng)的人工接觸式檢測方法，同時系統(tǒng)的應(yīng)用背景電弧風(fēng)洞配有透射3~5μm波段的紅外窗口。本文以紅外比色測溫相關(guān)理論為基礎(chǔ)，采用改進(jìn)的比色算法實現(xiàn)被測目標(biāo)的溫度測量，這種方法可以削弱光路中水蒸氣、塵埃等雜質(zhì)的干擾，也可

3、以減少被測表面發(fā)射率變化帶來的影響，成本低，精度高，具有其他發(fā)射率補償技術(shù)無可比擬的優(yōu)點。
　　本課題的主要工作有硬件、軟件系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試，儀器的標(biāo)定實驗、視場測試和現(xiàn)場實驗。硬件系統(tǒng)分為光路和電路兩部分：被測目標(biāo)發(fā)出的熱輻射由光學(xué)瞄準(zhǔn)頭取樣后，通過鍍有半反半透膜的平面鏡，分光后再由紅外探測器轉(zhuǎn)換成電信號；電信號經(jīng)前置放大器，鎖相放大器，由數(shù)據(jù)采集卡USB-7360采集到上位機嵌入式系統(tǒng)PC104內(nèi)存儲和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。軟件系統(tǒng)采