一种基于超高温瞬态目标多光谱温度场测量装置及其温度测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113701887A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202110542897.0(22)申请日2021.05.19(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市西大直街92号(72)发明人戴景民杨宗举(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211代理人刘景祥(51)Int.Cl.G01J5/00(2006.01)G01J5/10(2006.01)G01J5/20(2006.01)G01J5/52(2006.01)G01J3/28(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种基于超高温瞬态目标多光谱温度场测量装置及其温度测量方法(57)摘要本发明公开了一种基于超高温瞬态目标多光谱温度场测量装置、测量系统及其温度测量方法。所述测量装置包括多光谱成像CCD测量装置(1)和工控机(2)，所述工控机(2)与多光谱成像CCD测量装置(1)相连接，所述多光谱成像CCD测量装置(1)内包括衰减片是放在物镜(9)之前的、滤光片(4)、目镜(5)、环形镜(6)、定镜(7)、动镜(8)、物镜(9)和CCD探测器(3)，所述滤光片(4)、环形镜(6)、定镜(7)、动镜(8)、物镜(9)和CCD探测器(3)从左至右或从右至左依次设置，所述目镜(5)配合环形镜(6)使用。本发明针对超高温瞬态目标温度场的真温测量难题。CN113701887ACN113701887A权利要求书1/2页1.一种基于超高温瞬态目标多光谱温度场测量装置，其特征在于，所述测量装置包括多光谱成像CCD测量装置(1)和工控机(2)，多光谱成像CCD测量装置(1)与工控机(2)相连接，多光谱成像CCD测量装置(1)内包括CCD探测器(3)、物镜(9)、动镜(8)、定镜(7)、环形镜(6)、目镜(5)、滤光片(4)，衰减片是在物镜(9)之前。所述CCD探测器(3)、物镜(9)、动镜(8)、定镜(7)、环形镜(6)、目镜(5)、滤光片(4)依次设置在一条直线上，所述目镜(5)配合环形镜(6)使用。2.根据权利要求1所述的一种基于超高温瞬态目标多光谱温度场测量装置，其特征在于，多个所述滤光片(4)安装在分光孔径光阑上，当前滤光片(4)与物镜(9)在一条直线上。3.根据权利要求1所述的一种基于超高温瞬态目标多光谱温度场测量装置，其特征在于，环形镜(6)、定镜(7)、动镜(8)和CCD探测器(3)均与物镜(9)在一条直线上。4.根据权利要求1所述一种基于超高温瞬态目标多光谱温度场测量装置的温度测量方法，其特征在于，所述温度测量方法包括如下步骤：步骤1：将测量系统的物镜(9)的一端对准黑体炉，获得标定参数；步骤2：打开多光谱成像CCD测量装置的光学镜头对准被测目标，进行不断拍摄以获取被测目标的灰度信息；步骤3：基于Drude模型，推导材料发射率的理论模型，生成多种材料的发射率数据库；步骤4：根据步骤2所测灰度信息与步骤3相关材料的发射率，建立被测目标的真实温度模型。5.根据权利要求4任一项所述的温度测量方法，其特征在于，所述步骤2中被测目标的光谱包含可见光和近红外波段，300nm‑900nm。6.根据权利要求4所述温度测量方法，其特征在于，所述步骤2根据被测目标的灰度值进行亮温值计算，以获取多种不同波长下的亮温值，通过下式获取多光谱下的目标的亮温值：其中，Gn为被测目标在n个通道上的灰度值，n为通道数，n为大于1的整数，An和Bn为n个通道的标定参数，Tn为被测目标在n个通道上的亮温值。7.根据权利要求4所述温度测量方法，其特征在于，所述步骤4所述被测目标的真实温度模型通过式(2)表示：2CN113701887A权利要求书2/2页其中，T为被测目标的真实温度，f(x)发射率智能识别模型，C2为常量：C2＝14388μmk。3CN113701887A说明书1/7页一种基于超高温瞬态目标多光谱温度场测量装置及其温度测量方法技术领域[0001]本发明涉及超高温测量技术领域，具体涉及一种基于超高温瞬态目标多光谱温度场测量装置及其温度测量方法。背景技术[0002]在这些重点发展领域中，超高温度的准确获取，特别是瞬态目标的温度场测量成为解决众多科学难题和突破系列关键技术的前提和技术保障。等离子体点火过程是影响火箭推进器工作稳定性的关键因素之一，阴极表面的真实温度及分布规律则是反映点火状态和研究等离子体放电过程的重要参数；空间碎片的高速撞击对在轨运行卫星带来巨大威胁，高速碰撞形成的瞬态高温及不规则分布是评估卫星防护材料损伤程度的重要数据；弹药爆炸的最高温度及温度场是衡量武器系统杀伤能力的重要信息，也正是新一代可编程弹药爆炸机理的深入研究和精确控制所急需的基础数