[发明专利]风筒出风口温度场的组合式测量装置及方法

权利要求书

1.一种风筒出风口温度场的组合式测量装置，其特征在于：包括底座(1)、导轨(2)、嵌有热电偶(14)的风靶(3)、风筒(4)、在线式红外热像仪(5)、第一支架(8)、第二支架(9)、第三支架(10)、多路采集仪(6)和上位机(7)；导轨(2)固定在底座(1)上；第一支架(8)安装在导轨(2)上，风筒(4)通过第二支架(9)安装在导轨(2)上，在线式红外热像仪(5)通过第三支架(10)安装在导轨(2)上；第一支架(8)、第二支架(9)、第三支架(10)分别与导轨(2)滑动配合；第一支架(8)设有水平轴(81)，风靶(3)安装于水平轴(81)上，风靶(3)与水平轴(81)为旋转配合，水平轴(81)穿过风靶(3)的几何中心且水平轴(81)与风靶(3)的法线垂直；风筒(4)位于风靶(3)和在线式红外热像仪(5)之间，风筒(4)的出风口与风靶(3)上的热电偶(14)的测量端相对，风筒(4)的中心线穿过风靶(3)的几何中心；在线式红外热像仪(5)的镜头与风靶(3)上的热电偶(14)的测量端相对，在线式红外热像仪(5)的镜头的光轴穿过风靶(3)的几何中心；在线式红外热像仪(5)的镜头位于风筒(4)的出风口的上方；风靶(3)上的热电偶(14)与多路采集仪(6)电连接，多路采集仪(6)与上位机(7)通过数据线连接，上位机(7)与在线式红外热像仪(5)通过数据线连接。

2.一种利用权利要求1的组合式测量装置测量风筒出风口温度场的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)进行在线式红外热像仪(5)的角度测温实验，确定风靶(3)的法线与在线式红外热像仪(5)的光轴之间的夹角的允许范围，以使在线式红外热像仪(5)的测温精度满足设定要求；

2)将风靶(3)绕第一支架(8)的水平轴(81)旋转一角度后固定，使得风靶(3)与竖直方向的夹角与步骤1)得到的风靶(3)的法线与在线式红外热像仪(5)的光轴之间的夹角的允许范围对应；

3)开启风筒(4)的电源对风靶(3)的出风口的温度场进行测量，上位机(7)实时获取风靶(3)上的各热电偶(14)所测得的点温度以及在线式红外热像仪(5)捕获到的风靶(3)的红外温度图像；

4)上位机(7)将采集到的风靶(3)的红外温度图像按像素点转换为温度矩阵，再利用同一时刻由风靶(3)上的各热电偶(14)所测得的点温度与所述温度矩阵中对应的红外点温度的温度差的平均值对所述温度矩阵进行整体修正；

5)根据步骤4)得到的修正后的温度矩阵获得风靶(3)的出风口的温度场特征，所述温度场特征包括平均温度、最高温度、最低温度、最大温度梯度、温度极值和温度极值点数目，最后将所述修正后的温度矩阵和温度场特征作为测量结果输出。