Medição do campo de temperatura axisimétrico usando o método de sombra interferométrica com franjas de interferência

WU Jun ,  

SONG Fengcheng ,  

PAN Zhixiang ,  

ZHANG Chenping ,  

GUO Runxia ,  

ZHANG Xiaoyu ,  

摘要

O campo de temperatura, como um parâmetro de monitoramento de estado, tem ampla aplicação no campo do monitoramento do estado de grandes equipamentos industriais. O método de sombras interferométricas, como um método de visualização de fluxos, é um meio eficaz para medir o campo de temperatura espacial. O método tradicional de sombras interferométricas geralmente reconstrói o campo do índice de refração espacial medindo diretamente o ângulo de deflexão do raio luminoso e, em seguida, calcula o campo de temperatura. No entanto, o ângulo de deflexão do raio é geralmente muito pequeno, e a medição direta produz um grande erro de medição. Portanto, este artigo propõe um método de amplificação do ângulo de deflexão da sombra interferométrica usando franjas de interferência para melhorar a precisão da reconstrução do campo de temperatura espacial. Primeiro, o laser passando por uma fenda dupla forma franjas de interferência que substituem o padrão tradicional de manchas aleatórias do método tradicional de sombra de fundo; em seguida, o deslocamento das franjas após atravessar um espaço térmico não homogêneo é medido visualmente e, com base nesse deslocamento, o ângulo de deflexão do raio é calculado; então, através da transformação inversa de Abel, calcula-se a distribuição do campo do índice de refração espacial para obter o campo de temperatura espacial; por fim, a eficácia e a precisão da medição do método proposto foram verificadas por simulação e experimentação. Os resultados experimentais indicam que, comparado ao método tradicional de sombra de fundo, o erro de reconstrução do campo de temperatura foi reduzido em cerca de 30%. O método de sombra interferométrica com franjas de interferência proposto pode melhorar eficazmente a precisão da medição da sombra e expandir o campo de aplicação da medição de temperatura por sombra.

关键词

método de sombra interferométrica; campo de temperatura axisimétrico; franjas de interferência; diagnóstico a laser

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