[发明专利]一种采集涡轮叶片三波段辐射信息的方法

摘要

本发明公布了一种采集涡轮叶片三波段辐射信息的方法，属于航空发动机测量技术领域。由于高温燃气流的热辐射对涡轮叶片温度测量造成了误差，所以本发明采用光谱仪进行燃气成分与浓度测量，得到燃气吸收率与叶片辐射与波长的关系，使用两大原则避开燃气吸收峰进行波段的选择，最后采用三波段测温方法进行温度测量。光路中通过主控制器控制切换反射镜移出与否来进行燃气光谱分析与叶片温度测量切换工作，并由燃气光谱分析控制短波红外测温光路滤光片的切换。本发明不仅用同一套光路系统通过切换反射镜进行燃气光谱分析和三波段叶片测温，实现了燃气成分与涡轮叶片温度同时测量，并且消除了高温燃气辐射对温度测量的影响，极大地提高了测温精度。

主权项

1.一种采集涡轮叶片三波段辐射信息的方法，该方法包括：步骤1：采集涡轮叶片表面辐射光，采用光谱仪对辐射光进行分析，计算出燃气中的气体成分及对应浓度；通过HITEMP光谱数据库查到各种燃气对辐射光随波长变化的吸收率N；步骤2：在线下采用公式：a＝K·ECL+b计算出不同浓度下对应的燃气吸光系数；其中a表示某一种气体一定浓度下的吸光系数，K，b为常数因子，E表示气体相对横截面积，C为浓度，L为光程长度；步骤3：采用如下公式计算在不同辐射波长和各成分气体不同浓度时涡轮燃气对辐射光的吸收量；其中a_i表示第i种气体的吸光系数，i为涡轮燃气包含的各成分气体的编号；步骤4：采用如下公式得到辐射量与辐射光波长之间的系；其中，M(λ,T)表示波长为λ，温度为T时的辐射量，ε为辐射系数，C₁，C₂为已知的第一和第二辐射常数；将步骤3得到的涡轮燃气对辐射光的吸收量与叶片辐射量随波长的变化曲线表示在同一坐标系上；步骤5：根据步骤4得到的曲线选择出燃气吸收率最小的几个波段，选择的波段数目不小于3，再计算各波段的中心波长；步骤6：计算出叶片辐射量最强的点对应的波长，计算该波长与步骤5中得到的各中心波长的距离，选择距离最近的3个中心波长；这3个中心波长对应的3个波段即为涡轮叶片数据采集窗口；步骤7：从步骤6得到的数据采集窗口对涡轮叶片辐射光进行数据采集。