[发明专利]固体推进剂百微米级铝燃烧颗粒三维气相火焰测量方法

权利要求书

1.固体推进剂百微米级铝燃烧颗粒三维气相火焰测量方法，其特征在于，该测量方法包括如下步骤：

步骤一、含铝固体推进剂(a)点燃前，采集含铝固体推进剂(a)九个方向的成像图像，九个图像以3×3的方式阵列并记录；

利用点云重建方法对含铝推进剂九个方向的成像角度进行校准，获得每个成像图像对应的精确投影角度；

步骤二、含铝固体推进剂(a)点燃后，采集所述含铝固体推进剂(a)动态燃烧过程中火焰的九个角度的动态成像图像；九个图像以3×3的方式阵列并记录；

步骤三、将3×3的图像分割成9张图像，选取每张图像中均清晰的待研究火焰的颗粒为中心，以火焰的最大长度和宽度的均为1.5倍选取重建区域，得到截取后的单个铝颗粒燃烧气相火焰的图像，即目标火焰的图像；

步骤四、对所述截取后的目标火焰的图像进行九个方向的点云重建，得到一个初始的三维数字矩阵，作为ART迭代的初始矩阵，并将所述步骤一中的精确投影角度代入到ART迭代中，得到铝颗粒燃烧火焰三维空间分布的矩阵，获得铝颗粒燃烧气相三维火焰形貌。

2.根据权利要求1所述的固体推进剂百微米级铝燃烧颗粒三维气相火焰测量方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二中采集时使用的为三维气相火焰测量系统，所述三维气相火焰测量系统包括：

九个物镜(1)，用于环绕于所述推进剂(a)的一周间隔排布，且以所述推进剂(a)为中心，各所述物镜(1)的头端均朝向所述推进剂，用于将所述推进剂(a)火焰自发光进行第一次成像，并投影；

各所述物镜(1)的末端均分别与光纤传像束(2)相连接，且各所述物镜(1)的焦点位于光纤传像束(2)的各对应的输入端面上；所述光纤传像束(2)用于接收九个所述物镜(1)的成像，并将成像以3×3的阵列图像输出；

成像相机(3)，安装有目镜(4)，所述成像相机(3)设置于所述光纤传像束(2)的后端，且与所述光纤传像束(2)在同一轴线上，且所述目镜(4)端朝向所述光纤传像束(2)；所述成像相机(3)用于记录光纤传像束所传输的图像，并传输；

计算机(5)，用于接收所述成像相机(3)传输的图像，并处理，得到优化后的火焰化学发光强度空间分布的三维数字矩阵。

3.根据权利要求2所述的固体推进剂百微米级铝燃烧颗粒三维气相火焰测量方法，其特征在于，在所述步骤一和二中，具体如下：将所述物镜(1)环绕于所述含铝固体推进剂(a)的一周间隔排布，且以所述含铝固体推进剂(a)为中心，各所述物镜(1)的头端均朝向所述含铝固体推进剂(a)，且任意两个所述物镜(1)不在通过中心的同一直线上。

4.根据权利要求3所述的固体推进剂百微米级铝燃烧颗粒三维气相火焰测量方法，其特征在于，所述光纤传像束(2)为多分路光纤传像束，由一体连接的前段和后段组成，前段为九根独立的柔性光纤，后段为一根组合的光纤；前段的各所述柔性光纤与一个对应的所述物镜(1)相连接；后段的光纤与所述目镜(4)相连接。

5.一种用于权利要求1-4中任一项所述的固体推进剂百微米级铝燃烧颗粒三维气相火焰测量方法的三维气相火焰测量系统，其特征在于，包括：

九个物镜(1)，用于环绕于所述含铝固体推进剂(a)的一周间隔排布，且以所述含铝固体推进剂(a)为中心，各所述物镜(1)的头端均朝向所述推进剂，用于将所述推进剂(a)火焰自发光进行第一次成像，并投影；

各所述物镜(1)的末端均分别与光纤传像束(2)相连接，且各所述物镜(1)的焦点位于光纤传像束(2)的输入端面上；所述光纤传像束(2)用于接收九个所述物镜(1)的成像，并将成像以3×3的阵列图像输出；

成像相机(3)，安装有目镜(4)，所述成像相机(3)设置于所述光纤传像束(2)的后端，且与所述光纤传像束(2)在同一轴线上，且所述目镜(4)端朝向所述光纤传像束(2)；所述成像相机(3)用于记录光纤传像束所传输的图像，并传输；

计算机(5)，用于接收所述成像相机(3)传输的图像，并处理，得到优化后的火焰化学发光强度空间分布的三维数字矩阵。