[发明专利]一种航空发动机涡轮叶片辐射测温方法

权利要求书

1.一种航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，包括：

S1、利用光谱测量系统接收航空发动机内部的红外辐射能量E_total；

S2、分离进入所述光谱测量系统中来自背景的辐射光谱和来自高温燃气的辐射光谱并计算所述高温燃气的等效温度谱分布曲线T_gas；

S3、将所述高温燃气的辐射光谱透过率分布曲线结合S1中获取的航空发动机内部的红外辐射能量E_total，根据高温燃气光谱的选择透过性，由光谱分离算法反演得到高温燃气透过率光谱曲线：

其中，E_gas(λ_i,T_gas)为发动机中燃气的辐射能量；

E_b(λ_i,T_b)为来自发动机内部辐射能量；

S4、利用式(1)获取由高温燃气对三波段辐射测温系统引入的测温误差，引入三波段测温算法计算涡轮叶片温度值。

2.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，所述航空发动机内部的红外辐射能量E_total包括：涡轮叶片以及发动机内部周围部件的红外辐射能量和高温燃气的辐射能量，由下式获得：

E_total＝τ_gas(λ_i,T_gas)E_b(λ_i,T_b)+[1-τ_gas(λ_i,T_gas)]E_gas(λ_i,T_gas) (2)

其中，τ_gas(λ_i,T_gas)为燃气透过率；

ε_gas(λ_i,T_gas)为燃气发射率；

E_b(λ_i,T_b)为来自发动机内部的红外辐射能；

E_gas(λ_i,T_gas)为发动机中高温燃气的红外辐射能；

T_gas为燃气的温度；

T_b为发动机内部等效辐射温度。

3.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，所述步骤S2之前包括以下步骤：

S11、对三波段辐射测温系统和光谱测量系统进行黑体辐射标定，建立不同测量温度下三个波段探测器电压响应以及光谱测量系统的辐射响应与黑体温度之间的数学模型关系，并对其进行校正；

S12、对所述三波段辐射测温系统以及光谱测量系统接收到的热辐射能量，进行降噪处理，消除由于发动机运行时燃烧碳颗粒及噪声对测量红外辐射的干扰，分别得到降噪后的三波段辐射强度和高温燃气热辐射光谱。

4.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，所述步骤S2中所述高温燃气的等效温度谱分布曲线T_gas通过下式求出：

T_gas＝max[T(λ_i)] (3)

其中，

c₁＝3.7418×10^-16W·m²；

c₂＝1.4388×10^-2m·K。

5.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，在所述步骤S4之前还包括如下步骤：

S31、根据所述高温燃气辐射光谱透过率分布曲线τ_gas(λ_i)选择适当的三波段涡轮叶片测量窗口波段，减少由于燃气辐射和吸收对三波段辐射测温系统带来的测温误差。