双色热敏磷光涂层测温技术VIP专享VIP免费

第43卷第5期Vo1．43NO．5红外与激光工程InfraredandLaserEngineering2014年5月Mav2014双色热敏磷光涂层测温技术王晟，胡志云，邵瑭，张振荣，叶景峰，李国华(西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西西安710024)摘要：空气动力表面温度和压力分布的精确测量对理解复杂流场内部机制和流体力学仿真模型的验证具有重要意义。热敏磷光表面测温技术作为一种面测量技术，具有非接触测量、可对试件全尺度测量、空间分辨率高等优点。开发了一种室温到800K温度范围内的双色热敏磷光涂层材料。该发光材料受激辐射的发光光谱的两个发射峰光强在不同温度下呈现不同的衰减趋势，根据这种规律发展了双色测温技术。建立了热敏涂料温度标定系统，获得了双峰光强比与温度的变化曲线。采用双色法测温技术测量了旋转曲面物体表面的温度分布。结果表明，双色热敏磷光涂层测温技术能够实现物体表面温度的定量测量，对于测试技术的发展具有重要推动作用。关键词：发光光谱；热敏磷光涂层；测温；双色法中图分类号：TN249文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)05—1406—05Two-colorthermallysensitivephosphorcoatingsfortemperaturemeasurementWangSheng，HuZhiyun，ShaoJun，ZhangZhenrong，YeJingfeng，LiGuohua(StateKeyLaboratoryofLaserInteractionwithMatter，NorthwestInstituteofNuclearTechnology，Xian710024，China)Abstract：Theaccuratedeterminationofspatiallycontinuoustemperatureandpressuredistributiononaerodynamicsurfacesiscriticalfortheunderstandingofcomplexflowmechanismsandforcomparisonwithcomputationalfluiddynamicspredictions．Thermallysensitivephosphorcomingsprovideawaytoobtainsimple，inexpensive，full-fieldmeasurementsoftemperaturewithmuchhigherspatialresolution．Anewsortoftwo-colorthermallysensitivephosphorcoatingwasdeveloped，whichcouldbeusedtomeasuresurfacetemperaturebetweenroomtemperatureand800K．Thevariousspectralregionsinemissiondifferwithtemperature，whichcouldbeusedtosupportthetwo—colortemperaturemeasurementmethod．Thetemperaturecalibrationsystemwassetup，andtheintensity-ratiochangecurveasafunctionoftemperaturewasobtained．Thetemperaturedistributionofcurvedsurfacewasmeasuredbytwo—colortemperaturemeasurementmethod．Theresultsshowthatthetwo—colortemperaturemeasurementmethodhastheabilityofsurfacefieldtemperaturequantitativemeasurement．Keywords：emissionspectrum；thermallysensitivephosphorcoatings；temperaturemeasurement；two-colormethod收稿日期：2013—09—15：修订日期：2013—10—25基金项目：国家重点实验室基金(SKLllll08)作者简介：王~(1977一)，工程师，硕士，主要从事燃烧诊断方面的研究工作。Email：pplunum1@163．com第5期王晟等：双色热敏磷光涂层测温技术1407O引言随着材料科学的迅速发展，出现了众多的特种功能涂料功能涂料已经从传统的保护、装饰作用发展为具有阻尼减震、隐身、发光、耐高温、防火阻燃、防滑等特殊功能。其中，利用发光涂料的发光淬灭特性制成的温度敏感涂层，可以喷涂到模型表面，依靠分子发光淬灭原理来测量表面温度分布，这种新型的表面传感技术称为温度敏感涂层(TSP)f”。这种技术作为一种面测量技术，具有使用简单、可重复使用、非接触测量、可对试件全尺度测量、空间分辨率高等优点。在众多的发光涂层材料中．以稀土离子为发光体的磷光发光材料。由于其发光强度高、耐高温、良好的物理和化学稳定性，近年来受到了广泛的关注，在宇航领域也获得了重要的应用，这种技术又称为热敏磷光表面测温技术。该技术在光物理基础上与TSP方法有相似之处，不同的是，热敏磷光材料发光寿命更长、温度敏感范围更宽。1953年．Bradly首次采用热敏磷光涂层测量表面温度心】。Czysz和Dixon于1969年将之用于高速风洞测试【3】。1985年，Noel开始采用热敏磷光涂层测量涡轮发动机的表面温度f4]。20世纪90年代后，热敏磷光表面测温技术在国外...