[发明专利]一种高温温度阶跃方法

说明书

一种高温温度阶跃方法，包括以下步骤：S1：采集被校准温度传感器电压信号，并将采集到的被校准温度传感器电压信号进行预处理；S2：响应时间的校准；S3：确定温度阶跃开始的时刻；S4：根据经S1预处理后的被校准温度传感器电压信号，计算所需的温度变化量；S5：根据温度变化量计算被校准温度传感器达到此温度变化量时的时刻；S6:通过ΔT得到Δt，进而得到响应时间。

技术领域

本发明属于温度阶跃领域，具体涉及一种高温温度阶跃方法。

背景技术

根据检索，目前温度传感器的动态测量方法，主要有以下几种方式：投入实验法、激光法和热风洞法等。

投入实验法。将温度传感器在平衡的初始温度下，以快速的机械运动将其插入设定温度的测量环境条件下，以产生一个阶跃温度，同时连续记录传感器的输出。一般是将被校准温度传感器迅速插入恒温水槽或恒温油槽中，从而产生一个阶跃温度的激励。

激光法。瞬态表面温度传感器动态校准系统的原理是由脉冲激光产生动态激励信号，激光打在传感器的表面，引起表面瞬态温升，撤走激光后，温度传感器在稳定的气流中会产生负温度阶跃。

热风洞法。该方法主要是由风洞和加热器产生稳定的高温气流，然后混合风洞产生的常温气流，将传感器置于混合气流中，通过弹射装置将其中的一股气流突然弹出，就可以产生温度阶跃信号。

投入实验法适用于多种型式的温度传感器、控温准确度高、操作简单并且成本低，但只能进行较小的温度阶跃，且无法进行现场的动态校准。热风洞法一般能适应多数温度传感器的性能要求，并能在实验条件下模拟温度传感器的实际使用工况，但这种方法所产生的高温气流准确度较低，产生温度阶跃的延迟时间较长。而激光法产生温度阶跃的延迟时间短、测试精度高、动态重复性好等优点，并且在动态标定时无需移动温度传感器。

发明内容

本发明的目的在于：解决现有技术手段在测量温度传感器动态响应时间准确度较低、限制因素较多的问题，利用脉冲激光产生动态激励信号，基于小波变换信号处理算法，对输出信号进行噪声消除实现高温温度传感器快速、高准确度的动态响应时间的测量。

本发明的技术方案如下：一种高温温度阶跃方法，包括以下步骤：

S1：采集被校准温度传感器电压信号，并将采集到的被校准温度传感器电压信号进行预处理；

S2：响应时间的校准；

被校准温度传感器置于恒温介质中，假设被校准温度传感器内部温度分布均匀，忽略导热和辐射换热带来的影响，则被校准温度传感器的热平衡方程为：

式中：m为被校准温度传感器测量端质量，kg；c_p为被校准温度传感器的比热，J(kg.K)；α为对流换热系数；A为被校准温度传感器表面积，m²；T_g为被测介质的温度，℃；T_j为被校准温度传感器测量温度，℃；

整理(1)式可得:

当t＝0时，T_j＝T_j0，对(2)式进行求解，可得：

T_g-T_j＝(T_g-T_j0)e^-t/τ (4)