CN102928192B - 一种用于压敏涂料测量的压力分布修正方法 - Google Patents

一种用于压敏涂料测量的压力分布修正方法 Download PDF

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一种用于压敏涂料测量的压力分布修正方法，其特征在于包括以下步骤：利用Stern-Volmer关系的非线性补偿修正式，通过最小二乘法对先验标定中不同状态下的温度、压力参数和对应图像所反映的发光强度进行最优拟合，获得９个共同表征涂料特性的系数

Description

一种用于压敏涂料测量的压力分布修正方法
技术领域
本发明是一种用于压敏涂料（PSP）测量试验的压力分布修正方法，属于航空气动力实验技术领域。
背景技术
PSP测量中，由于涂料存在温度效应，光致发光强度转换为压力的过程会变得十分复杂，尤其是在表面温度分布未知时。经验上，先验涂料标定所建立的压力与光致发光强度之间的关系可由Stern-Volmer关系来描述。在大型风洞的试验测量中，由于未知模型表面温度分布和其他不可控的测试环境因素，并且因模型变形造成模型表面的照射度变化不可能通过图像对准技术来进行校正，因此当先验标定结果直接应用于风洞试验测量图像数据处理时，会存在明显的偏离误差。
解决此类问题的最简单方法就是原位标定，即将光致发光强度与散布于模型表面的测压孔测量数据直接关联。Morris最初提出的Ｋ拟合法兼有原位标定和先验标定，在表面温度分布未知的情况下，需要假定表面平均温度而后通过对测压孔数据进行拟合来估算一个Ｋ因子。但是如果PSP的温度效应超出了由压力变化引起的光致发光强度变化范围，压力转换就会产生较大偏差。
发明内容
本发明针对现有Ｋ方法使用假定的平均温度进行计算这一不足之处，提出了一种兼有原位标定和先验标定，通过估算非均匀的温度效应分布从而进行压力分布换算的修正方法。由于将局部发光强度与测压孔数据相关联，降低了因温度效应和其他诸如照射度变化等误差源导致的偏差。
采用技术方案是：
一种用于压敏涂料测量的压力分布修正方法，其特征在于包括以下步骤：
１、利用Stern-Volmer关系的非线性补偿修正式，通过最小二乘法对先验标定中不同状态下的温度、压力参数和对应图像所反映的发光强度进行最优拟合，获得９个共同表征涂料特性的系数。
２、较均匀地选择模型表面部分测压孔，导入这些测压孔测得的压力数值。并在配准求比后经中值滤波处理的试验比图像上找到对应测压孔位置的局部发光强度比。然后利用Stern-Volmer关系的非线性补偿修正式，计算得到对应测压孔处的等效温度。
３、对这些离散的等效温度进行插值，估算获得连续的非均匀等效温度分布。
４、由估算的非均匀等效温度分布、先验标定系数和Stern-Volmer的非线性补偿修正式计算出模型表面的压力分布。
本发明的方法简单、实用，可有效降低因温度效应和其他诸如照射度变化等误差源导致的偏差。
通过在模型表面的适当位置开设一些测压孔，在进行PSP测量的同时进行常规测压。
在进行先验标定时，使用Stern-Volmer关系的非线性补偿修正式
通过最小二乘法对标定实验中不同状态下的温度、压力参数和对应图像所反映的发光强度进行最优拟合获得近似系数。已知PSP的先验标定系数和测压孔测量的压力数据，计算测压孔处的等效温度。然后利用这些离散的等效温度，通过插值估算获得模型表面连续的非均匀等效温度分布。最后由估算的模型表面非均匀等效温度分布、先验标定系数和Stern-Volmer的非线性补偿修正式计算出模型表面的压力分布。该修正的压力分布数据能够与测压孔测量的数值良好吻合。
具体实施方式
1、利用Stern-Volmer关系的非线性补偿修正式，
，通过最小二乘法对先验标定中不同状态下的温度、压力参数和对应图像所反映的发光强度进行最优拟合，获得９个共同表征涂料特性的系数。
２、较均匀地选择模型表面部分测压孔，导入这些测压孔测得的压力数值。并在配准求比后经中值滤波处理的试验比图像上找到对应测压孔位置的局部发光强度比。然后利用Stern-Volmer关系的非线性补偿修正式，计算得到对应测压孔处的等效温度。
３、对这些离散的等效温度进行插值，估算获得连续的非均匀等效温度分布。
４、由估算的非均匀等效温度分布、先验标定系数和Stern-Volmer的非线性补偿修正式计算出模型表面的压力分布。

Claims (1)

1.一种用于压敏涂料测量的压力分布修正方法，其特征在于包括以下步骤：
１）、利用Stern-Volmer关系的非线性补偿修正式，
通过最小二乘法对先验标定中不同状态下的温度、压力参数和对应图像所反映的发光强度进行最优拟合，获得９个共同表征涂料特性的系数；
２）、均匀地选择模型表面部分测压孔，导入这些测压孔测得的压力数值，并在配准求比后经中值滤波处理的试验比图像上找到对应测压孔位置的局部发光强度比，然后利用Stern-Volmer关系的非线性补偿修正式，
计算得到对应测压孔处的等效温度；
３）、对这些离散的等效温度进行插值，估算获得连续的非均匀等效温度分布；
４）、由估算的非均匀等效温度分布、先验标定系数和Stern-Volmer的非线性补偿修正式
计算出模型表面的压力分布。
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