[发明专利]高温测试图像热流扰动校正装置及方法

说明书

本公开涉及一种高温测试图像热流扰动校正装置及方法。该装置包括：加热组件，用于对试件加热；发光组件，包括激光发射器、网格扩束镜及补偿光源；图像采集组件，用于采集试件在室温状态下的第一图像和被加热状态下的第二图像；以及处理组件，与图像采集组件相连，用于处理图像，以校正获取试件表面变形场时，因热流扰动产生的误差。本公开实施例通过校正试件表面变形场的热流扰动误差，可以提高试件表面变形场的计算精度。

技术领域

本公开涉及工程材料测试领域，尤其涉及一种高温测试图像热流扰动校正装置及方法。

背景技术

在航天航空等领域,许多关键结构部件在工作状态下需面临高温环境的考验，如：飞行器在大气中高速飞行时，飞行器头锥、翼缘等的表面可达到极高温度。发展有效评估高温结构材料的力、热性能试验手段对飞行器的结构设计、热防护材料设计有着不可或缺的作用。在高温材料试验过程中，试件表面变形场是重要的力、热性能试验指标。获得变形场的试验方法有很多，由于数字图像相关法有着测量范围全面、无需接触待测试件、对测量环境要求低等优势，这一方法被广泛用于变形场测量。

然而，在试验过程中，因环境温度分布不均，导致测试环境中经常性地发生热气流扰动；进而引起空气折射率的变化，导致采集的实验图像不能真实反映试件表面信息，大大降低变形场的计算精度。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种高温测试图像热流扰动校正的技术方案。

根据本公开的一方面，提供了一种高温测试图像热流扰动校正装置，该装置包括：

加热组件，用于对试件加热；

发光组件，包括激光发射器、网格扩束镜及补偿光源，所述激光发射器的前端连接所述网格扩束镜，用于将激光网格照射到所述试件的表面；所述补偿光源用于照射所述试件的表面；

图像采集组件，用于采集所述试件在室温状态下的第一图像，以及采集所述试件在被加热状态下的第二图像；

处理组件，连接到所述图像采集组件，用于：

根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件在被加热状态下的第一变形场；

根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息；

根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息；

根据所述第一位移信息及所述第二位移信息，对所述第一变形场进行校正，得到校正后的第二变形场。

在一种可能的实现方式中，处理组件根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息，包括：

在所述第一图像及所述第二图像中，将处于激光网格线的同一行且横坐标相同的像素点，确定为同一个第一像素点，并将处于激光网格线的同一列且纵坐标相同的像素点，确定为同一个第二像素点；

根据所述第一像素点在所述第一图像及所述第二图像中的纵坐标位置，确定所述第一像素点的第一纵向位移，所述第一像素点的第一位移信息包括所述第一纵向位移；

根据所述第二像素点在所述第一图像及所述第二图像中的横坐标位置，确定所述第二像素点的第一横向位移，所述第二像素点的第一位移信息包括所述第一横向位移。

在一种可能的实现方式中，处理组件根据第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息，包括：

针对激光网格线外的任一第三像素点，根据所述第三像素点所在的局部网格，确定出在所述局部网格的网格线的相邻两行上、与所述第三像素点横坐标相同的两个第一像素点，以及在所述局部网格的网格线的相邻两列上、与所述第三像素点纵坐标相同的两个第二像素点；