一种基于LIF技术的免标定非侵入式流场温度测量方法
摘要文本
一种基于LIF技术的免标定非侵入式流场温度测量方法，涉及一种流场温度测量方法。光谱仪的测量波长范围涵盖260‑330nm，激光器输出266nm激光，光谱仪与激光器之间通过时序控制系统进行控制；将纯甲苯蒸汽通入到标定装置中，甲苯的浓度不超过3％，然后通入氮气到总压为101kPa；不同温度下测量多个温度点，将得到的光谱分别进行归一化处理；基于偏最小二乘法进行模型建立；进行荧光光谱测量并根据模型进行温度的反演得到真实流场的温度结果。在进行流场温度的测量时，可以得到流场的温度分布，能够满足多维度测量，同时避免进行标定。
申请人信息
- 申请人:哈尔滨工业大学
- 申请人地址:150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
- 发明人: 哈尔滨工业大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种基于LIF技术的免标定非侵入式流场温度测量方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311158146.4 |
| 申请日 | 2023/9/8 |
| 公告号 | CN117433655A |
| 公开日 | 2024/1/23 |
| IPC主分类号 | G01K11/30 |
| 权利人 | 哈尔滨工业大学 |
| 发明人 | 于欣; 韩明宏; 彭江波; 杨超博; 曹振; 亓金浩; 袁勋; 张善春; 武国华; 张樱娜; 刘文备; 宋英杰 |
| 地址 | 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号 |
专利主权项内容
1.一种基于LIF技术的免标定非侵入式流场温度测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：设定光谱仪及激光器的参数光谱仪的测量波长范围应涵盖260-330nm，激光器选择Nd : YAG固体激光器，激光器输出激光经四倍频后得到266nm激光，光谱仪与激光器之间通过时序控制系统进行控制；步骤二：设定实验甲苯气体的浓度及压力将纯甲苯蒸汽通入到标定装置中，甲苯的浓度不超过3％，然后通入氮气到总压为101kPa；步骤三：进行不同温度的甲苯荧光光谱测量测量得到甲苯在温度范围不超过600℃下不同温度的荧光光谱，在范围内共测量多个温度点，将得到的光谱分别按各自谱线范围内强度的最大值进行归一化处理；步骤四：基于偏最小二乘法进行模型建立将得到的归一化荧光光谱使用全光谱的偏最小二乘法进行建模，将温度与光谱数据之间进行映射的建立，得到根据光谱数据进行温度反演的模型，首先根据偏最小二乘法对光谱矩阵X和变量矩阵Y矩阵做主成分分解：式中，光谱矩阵X为不同温度的甲苯荧光光谱矩阵，变量矩阵Y为温度值，T和U分别表示X和Y的得分矩阵，P和Q分别表示X和Y的主成分矩阵，上标T表示对P和Q矩阵求转置，E和E分别表示运用偏最小二乘法进行拟合X和Y时引入的残差矩阵，yx之后对T和U矩阵做线性回归分析，N表示关联系数矩阵，则得到：根据矩阵计算通过未知温度的甲苯荧光光谱矩阵X即可得到对应的未知的温度值Y：未知未知Y ＝T NQ＝X >NQ (3)未知未知未知>式中，T表示X的得分矩阵；未知未知步骤五：真实流场的温度测量将甲苯投放到真实流场中，使用光谱仪进行流场观测区域的甲苯的荧光光谱测量，根据步骤四建立的模型进行温度的反演即可得到真实流场的温度结果。