CN112964367B - 一种航空发动机涡轮叶片辐射测温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于红外辐射测温和高温气体光谱分析技术领域，提出了一种基于航空发动机涡轮叶片的集成式三波段辐射测温和实时燃气光谱分析装置及方法。利用燃气光谱测量系统实时测量高温燃气光谱辐射强度，利用高温燃气的选择透过性，对测量航空发动机高温燃气背景辐射能量和高温燃气辐射能量进行分离计算燃气光谱透过率分布曲线。选择适当的三波段辐射测温波段，减少由高温燃气的辐射和吸收引入的涡轮叶片测量误差。通过约束三个波段的偏差函数的最小值，反演涡轮叶片的温度分布情况。
Description
技术领域
本发明属于红外辐射测温和高温气体光谱分析技术领域，具体涉及一种航空发动机涡轮叶片辐射测温方法。
背景技术
作为航空发动机核心部件之一，准确测量涡轮叶片温度分布对发动机稳定运行具有重要的意义。然而使用辐射测温法测量涡轮叶片表面温度分布时，来自涡轮叶片周围高温燃气的辐射吸收反射等问题，给涡轮叶片温度测量带来了误差。
目前对高温燃气的研究存在以下问题：首先，消除燃气对测温影响的通常做法是分析燃气吸收窗口，避开燃气的高吸收带，但是随着辐射测温算法的发展，越来越多的辐射高温测量选择多波长作为温度反演的手段，很难同时避开所有高温燃气吸收窗口；同时，随着航空发动机运行状态的改变，涡轮叶片与测温探针之间的相对气体层位置也会发生较大的改变，高温燃气的透过率是实时变化的，高温燃气的吸收窗口也会发生变化，因此对多波段进行燃气光谱分析是十分必要的。
发明内容
本发明为了解决航空发动机运行时高温燃气辐射吸收对涡轮叶片辐射测温的影响，提出了一种基于航空发动机涡轮叶片的集成式三波段辐射测温和实时燃气光谱分析装置及方法。利用燃气光谱测量系统实时测量高温燃气光谱辐射强度，利用高温燃气的选择透过性，对测量航空发动机高温燃气背景辐射能量和高温燃气辐射能量进行分离计算燃气光谱透过率分布曲线。选择适当的三波段辐射测温波段，减少由高温燃气的辐射和吸收引入的涡轮叶片测量误差。通过约束三个波段的偏差函数的最小值，反演涡轮叶片的温度分布情况。为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：
一种航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，包括：
S1、利用光谱测量系统接收航空发动机内部的红外辐射能量Etotal；
S2、分离进入光谱测量系统中来自背景的辐射光谱和来自高温燃气的辐射光谱并计算高温燃气的等效温度谱分布曲线Tgas；
S3、将高温燃气的辐射光谱透过率分布曲线结合S1中获取的航空发动机内部的红外辐射能量Etotal，根据高温燃气光谱的选择透过性，由光谱分离算法反演得到高温燃气透过率光谱曲线：
其中，Egas(λi,Tgas)为发动机中燃气的辐射能量；
Eb(λi,Tb)为来自发动机内部辐射能量；
S4、利用式(1)获取由高温燃气对三波段辐射测温系统引入的测温误差，引入三波段测温算法计算涡轮叶片温度值。
优选地，航空发动机内部的红外辐射能量Etotal包括：涡轮叶片以及发动机内部周围部件的红外辐射能量和高温燃气的辐射能量，由下式获得：
Etotal＝τgas(λi,Tgas)Eb(λi,Tb)+[1-τgas(λi,Tgas)]Egas(λi,Tgas) (2)
其中，τgas(λi,Tgas)为燃气透过率；
εgas(λi,Tgas)为燃气发射率；
Eb(λi,Tb)为来自发动机内部的红外辐射能；
Egas(λi,Tgas)为发动机中高温燃气的红外辐射能；
Tgas为燃气的温度；
Tb为发动机内部等效辐射温度。
优选地，步骤S2之前包括以下步骤：
S11、对三波段辐射测温系统和光谱测量系统进行黑体辐射标定，建立不同测量温度下三个波段探测器电压响应以及光谱测量系统的辐射响应与黑体温度之间的数学模型关系，并对其进行校正；
S12、对三波段辐射测温系统以及光谱测量系统接收到的热辐射能量，进行降噪处理，消除由于发动机运行时燃烧碳颗粒及噪声对测量红外辐射的干扰，分别得到降噪后的三波段辐射强度和高温燃气热辐射光谱。
优选地，步骤S2中高温燃气的辐射光谱透过率分布曲线Tgas通过下式求出：
Tgas＝max[T(λi)] (3)
其中，
c1＝3.7418×10-16W·m2；
c2＝1.4388×10-2m·K。
优选地，在步骤S4之前还包括如下步骤：
S31、根据高温燃气辐射光谱透过率分布曲线τgas(λi)选择适当的三波段涡轮叶片测量窗口波段，减少由于燃气辐射和吸收对三波段辐射测温系统带来的测温误差。
优选地，步骤S4还包括如下步骤：
S401、对三波段辐射测温系统中由高温燃气自身的辐射能量引入的测温误差ΔEmea(λn,Tb)分别设定三个测温通道的偏差函数；
S402、反演得到每个测温通道内消除引入的测温误差后的涡轮叶片温度：
其中，En(λn,T)为辐射高温计接收到的总辐射能量；
E-1(E(λn,T)-ΔEgas(λn,Tgas))为去除高温燃气影响后高温计接收到的辐射能；
S403、通过对高温燃气引入的测温误差进行迭代计算使偏差函数值为最小，即为所求涡轮叶片温度值，如下表达式获取：
优选地，步骤S401中，三波段辐射测温系统中由高温自身的辐射能量引入的测温误差ΔEmea(λn,Tb)由下式获取：
ΔEmea(λn,Tb)＝Emea1(λn,Tgas)-Emea2(λn,Tb) (6)
其中，
Emea1(λn,Tgas)为高温燃气自身的辐射能量引入的测温误差；
Emea2(λn,Tb)为高温燃气吸收来自涡轮叶片引入的测温误差。
本发明能够取得以下技术效果：
1、集成了高温燃气光谱测量系统，可以实时对高温燃气的辐射和吸收情况进行计算。
2、提高了三波段辐射测温系统响应速度和涡轮叶片温度反演的准确性。
附图说明
图1是本发明一个实施例的一种航空发动机涡轮叶片辐射测温方法系统原理示意图；
图2是本发明一个实施例的发动机高温燃气透过率光谱；
图3是本发明一个实施例的流程图。
附图标记：
涡轮叶片1、高温燃气2、光学视管3、Y型光纤4、三波段辐射测温系统5、光谱测量系统6。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
本发明的目的是解决使用三波段光学高温计对航空发动机涡轮叶片进行实时测温时由高温燃气引入的测量误差的问题。下面将对本发明提供的一种航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，通过具体实施例来进行详细说明。
如图1为涡轮叶片辐射测温方法系统原理示意图，主要包括由涡轮叶片1发出的热辐射通过高温燃气2后由光学视管3进行收集，通过Y型光纤4分成两部分，其中一部分辐射能量进入三波段辐射测温系统5中，由光学准直物镜将其准直为平行光，由分束镜及滤光片分为三个波段，分别经各自探测器进行辐射温度的测量。另一部分辐射能量经由光纤进入光谱测量系统6中，经光谱分析处理后得到高温燃气透过率分布曲线，选择合适的测温波段以此减少由高温燃气引入的测温误差。
步骤一，获取航空发动机内部的红外辐射能量Etotal包括来自发动机内部的热辐射能Eb(λi,Tb)，具体包括涡轮叶片以及周围部件的热辐射；和来自高温燃气的热辐射能Egas(λi,Tgas)。
因此光谱测量系统6接收到的辐射能可以表达为：
Etotal＝τgas(λi,Tgas)Eb(λi,Tb)+εgas(λi,Tgas)Egas(λi,Tgas) (7)
其中，τgas(λi,Tgas)为燃气透过率；
εgas(λi,Tgas)为燃气发射率；
Eb(λi,Tb)为来自发动机内部的红外辐射能；
Egas(λi,Tgas)为发动机中高温燃气的红外辐射能；
Tgas为燃气的温度；
Tb为发动机内部等效辐射温度
根据基尔霍夫定律定律，式(7)可以表示为：
Etotal＝τgas(λi,Tgas)Eb(λi,Tb)+[1-τgas(λi,Tgas)]Egas(λi,Tgas) (2)。
在本发明的一个优选实施例中，在对发动机运行过程中高温燃气的辐射和吸收过程进行建模分析前，需要对三波段辐射测温系统5和光谱测量系统6进行黑体辐射标定，建立不同测量温度下三个波段探测器电压响应以及光谱测量系统6的辐射响应与黑体温度之间的数学模型关系，并根据建立的数学模型关系，对三波段辐射测温系统5以及光谱测量系统6接收到的热辐射能量进行校正；
同时对其进行降噪处理，消除由于发动机运行时燃烧碳颗粒及噪声对测量红外辐射的干扰，分别得到降噪后的三波段辐射强度和高温燃气热辐射光谱。
步骤二，利用高温燃气的选择吸收特性对光谱测量系统6接收到的光谱辐射进行分离，获取高温燃气的等效温度谱分布曲线Tgas；
在本发明的一个优选实施例中，假设在热平衡的条件下，高温燃气由于具有选择透过性，即部分吸收的特性，在某些波段内燃气的透过率为1，在这个波段范围内光谱测量系统6接收到的辐射能量基本全部都是来自涡轮叶片1的辐射能量，与此同时，在某一些波段范围内燃气的透过率基本为0，基本上高温燃气不会透过来自涡轮叶片1的辐射能量，光谱测量系统6接收到的辐射能量全部来自于高温燃气自身的辐射，因此，本发明依据高温燃气的选择吸收特性在不同的波段内分别计算高温高压燃气和温度。如图3所示，光谱仪接收到的等效辐射光谱温度由普朗克公式求出：
式中，c1＝3.7418×10-16W·m2；
c2＝1.4388×10-2m·K。
根据式(8)可以得到光谱仪响应波段范围内温度分布曲线。
一般情况下，由于从燃烧室喷出的高温燃气的温度要高于涡轮叶片的温度，因此，本发明采用在求出的光谱仪等效辐射温度谱线中分离出高温燃气辐射能量曲线和涡轮叶片及周围环境的辐射能量曲线，得到待测高温燃气的等效温度谱分布曲线Tgas：
Tgas＝max[T(λi)] (3)
步骤三，将式(3)结合光谱测量系统6接收到的辐射能表达式(2)，根据高温燃气光谱的选择透过性，由光谱分离算法反演得到高温燃气透过率分布曲线：
其中，Egas(λi,Tgas)为发动机中燃气的辐射能量；
Eb(λi,Tb)为来自发动机内部辐射能量；
在本发明的一个优选实施例中，由于航空发动机中不同高温燃气成分红外辐射光谱透过率曲线在不同的响应波段内包含有不同的气体吸收特征峰和非吸收窗口，因此根据高温燃气的等效温度谱分布曲线Tgas，选择高温燃气对三波段辐射测温系统5影响最小的非吸收窗口所在波段，以减少由于燃气辐射和吸收对三波段辐射测温系统5带来的测温误差。于此同时三个测量波段还需满足在涡轮叶片1的工作温度范围内具有较高的辐射能量和测温灵敏度。
步骤四，利用式(1)获取由高温燃气对三波段辐射测温系统5引入的测温误差，引入三波段测温算法计算涡轮叶片温度值。
在本发明的一个优选实施例中，三波段辐射测温系统5中由高温燃气引入的测温误差分为两部分，分别为高温燃气自身的辐射能量Emea1(λn,Tgas)和高温燃气吸收自涡轮叶片辐射能量Emea2(λn,Tb)；
其中，来自高温燃气自身辐射能量误差为：
Emea1(λn,Tgas)＝εgasEgas(λn,Tgas) (9)
式中，n＝1,2,3为三波段辐射高温计的三个通道；
Emea1(λn,Tgas)表示三波段辐射高温计接收到来自高温燃气的辐射能，高温燃气吸收来自涡轮叶片辐射能量为：
Emea2(λn,Tb)＝αgas(λn)εb(λn)Eb(λn,Tb)＝εgas(λn)εb(λn)Eb(λn,Tb) (10)
因此，三波段辐射测温系统5中由高温自身的辐射能量引入的测温误差ΔEmea(λn,Tb)为：
ΔEmea(λn,Tb)＝Emea1(λn,Tgas)-Emea2(λn,Tb) (6)
理想情况下，三波段辐射测温系统5中三个通道反演的温度值应等于被测涡轮叶片1的真实温度，因此对高温燃气引入的测量误差分别设定三个测温通道的偏差函数；此时每个测温通道内消除燃气引入的温度误差后反演的温度为：
其中，En(λn,T)为辐射高温计接收到的总辐射能量；
E-1(E(λn,T)-ΔEgas(λn,Tgas))为去除高温燃气影响后高温计接收到的辐射能；
通过对燃气引入的测温误差进行迭代计算使温度偏差函数值为最小，即为待测涡轮叶片1的温度值，即：
其中Ti为辐射高温计每个通道的温度测量值，三波段校正算法流程图如图3所示，由于三个通道测量的温度应是相同的，当被测叶片的温度值T同时满足
和
差值最小时，输出得到被测叶片的温度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，包括：
S1、利用光谱测量系统接收航空发动机内部的红外辐射能量Etotal；
S2、分离进入所述光谱测量系统中来自背景的辐射光谱和来自高温燃气的辐射光谱并计算所述高温燃气的等效温度谱分布曲线Tgas；
S3、将所述高温燃气的辐射光谱透过率分布曲线结合S1中获取的航空发动机内部的红外辐射能量Etotal，根据高温燃气光谱的选择透过性，由光谱分离算法反演得到高温燃气透过率光谱曲线：
其中，Egas(λi,Tgas)为发动机中燃气的辐射能量；
Eb(λi,Tb)为来自发动机内部辐射能量；
S4、利用式(1)获取由高温燃气对三波段辐射测温系统引入的测温误差，引入三波段测温算法计算涡轮叶片温度值。
2.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，所述航空发动机内部的红外辐射能量Etotal包括：涡轮叶片以及发动机内部周围部件的红外辐射能量和高温燃气的辐射能量，由下式获得：
Etotal＝τgas(λi,Tgas)Eb(λi,Tb)+[1-τgas(λi,Tgas)]Egas(λi,Tgas) (2)
其中，τgas(λi,Tgas)为燃气透过率；
εgas(λi,Tgas)为燃气发射率；
Eb(λi,Tb)为来自发动机内部的红外辐射能；
Egas(λi,Tgas)为发动机中高温燃气的红外辐射能；
Tgas为燃气的温度；
Tb为发动机内部等效辐射温度。
3.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，所述步骤S2之前包括以下步骤：
S11、对三波段辐射测温系统和光谱测量系统进行黑体辐射标定，建立不同测量温度下三个波段探测器电压响应以及光谱测量系统的辐射响应与黑体温度之间的数学模型关系，并对其进行校正；
S12、对所述三波段辐射测温系统以及光谱测量系统接收到的热辐射能量，进行降噪处理，消除由于发动机运行时燃烧碳颗粒及噪声对测量红外辐射的干扰，分别得到降噪后的三波段辐射强度和高温燃气热辐射光谱。
4.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，所述步骤S2中所述高温燃气的等效温度谱分布曲线Tgas通过下式求出：
Tgas＝max[T(λi)] (3)
其中，
c1＝3.7418×10-16W·m2；
c2＝1.4388×10-2m·K。
5.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，在所述步骤S4之前还包括如下步骤：
S31、根据所述高温燃气辐射光谱透过率分布曲线τgas(λi)选择适当的三波段涡轮叶片测量窗口波段，减少由于燃气辐射和吸收对三波段辐射测温系统带来的测温误差。
6.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，所述步骤S4还包括如下步骤：
S401、对所述三波段辐射测温系统中由高温燃气自身的辐射能量引入的测温误差ΔEmea(λn,Tb)分别设定三个测温通道的偏差函数；
S402、反演得到每个所述测温通道内消除所述引入的测温误差后的涡轮叶片温度：
其中，En(λn,T)为辐射高温计接收到的总辐射能量；
E-1(E(λn,T)-ΔEgas(λn,Tgas))为去除高温燃气影响后高温计接收到的辐射能；
S403、通过对高温燃气引入的测温误差进行迭代计算使偏差函数值为最小，即为所求涡轮叶片温度值，如下表达式获取：
7.根据权利要求6所述的航空发动机涡轮叶片辐射测温方法，其特征在于，所述步骤S401中，所述三波段辐射测温系统中由高温自身的辐射能量引入的测温误差ΔEmea(λn,Tb)由下式获取：
ΔEmea(λn,Tb)＝Emea1(λn,Tgas)-Emea2(λn,Tb) (6)
其中，
Emea1(λn,Tgas)为高温燃气自身的辐射能量引入的测温误差；
Emea2(λn,Tb)为高温燃气吸收来自涡轮叶片引入的测温误差。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205726019U (zh) * | 2015-04-08 | 2016-11-23 | 半导体元件工业有限责任公司 | 成像系统、成像设备和图像传感器 |
| CN107152972A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-09-12 | 电子科技大学 | 一种航空发动机涡轮叶片温度监测装置 |
| CN107271053A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-20 | 电子科技大学 | 一种用于航空发动机涡轮叶片温度监测的集成光路装置 |
| CN107579625A (zh) * | 2017-08-14 | 2018-01-12 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 用于红外波段测试系统的电机控温装置 |
| CN108801474A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-13 | 哈尔滨工程大学 | 一种四光谱涡轮叶片辐射测温方法 |
| CN111307292A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种双波段辐射测量系统的定标方法及装置 |
| CN111753691A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-10-09 | 上海电气集团股份有限公司 | 一种检测及控制气化炉的方法、设备及系统 |
-
2021
- 2021-02-07 CN CN202110174668.8A patent/CN112964367B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205726019U (zh) * | 2015-04-08 | 2016-11-23 | 半导体元件工业有限责任公司 | 成像系统、成像设备和图像传感器 |
| CN107152972A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-09-12 | 电子科技大学 | 一种航空发动机涡轮叶片温度监测装置 |
| CN107271053A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-20 | 电子科技大学 | 一种用于航空发动机涡轮叶片温度监测的集成光路装置 |
| CN107579625A (zh) * | 2017-08-14 | 2018-01-12 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 用于红外波段测试系统的电机控温装置 |
| CN108801474A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-13 | 哈尔滨工程大学 | 一种四光谱涡轮叶片辐射测温方法 |
| CN111307292A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种双波段辐射测量系统的定标方法及装置 |
| CN111753691A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-10-09 | 上海电气集团股份有限公司 | 一种检测及控制气化炉的方法、设备及系统 |
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