纹影技术可以测量流场的平均温度,对流场温度作定量计算。分析了流场温度定量计算的公式和原理,设计了一套透射式纹影测量装置。采用纹影图像分析法对温度进行标定。为了减小试验环境变化引起的纹影图像灰度不均匀对测量精度的影响,取图像中某一区域的平均灰度值代替某一点的灰度值作标定曲线。采用温度可控加热金属板作为测量对象,选取一系列温度点,同时利用纹影仪和Pt100对每一组温度值进行测量和记录。试验结果表明,对于加热金属板表面温度,纹影仪测量的温度值和Pt100测量的温度值具有较好的一致性;利用纹影仪对流场温度进行定量计算是可行的方法。为基准空气密度;ρ(x)为待测密度。ρ(x)确定后，代入式(5)可得到相应温度。温度和密度的关系式为:T=ρ0ρT0(5)式中:T0为基准空气温度;T为待测流体温度。2纹影系统原理及装置试验装置的光路原理图如图2所示。光源发出的光束经聚光透镜汇聚到狭缝处。狭缝处于准直透镜的焦点位置。经过准直镜的光束变成平行光发出。平行光经过准直镜和纹影镜中间的温度场区域之后，由于折射率梯度的变化，光线发生偏转，产生一个小的偏折角。光线经纹影镜汇聚后，成像在纹影镜焦点处的刀口上。刀口上下切割光斑可以改变光线透过量。温度的测量方法-数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机折弯机滚弧机将相机放在刀口后面的合适位置，使相机与上位机相连，能实时显示流场的动态特性。这一过程包括两个成像过程［7］:一是光源成像在系统刀口面上，二是流场扰动区域成像在相机上本文由公司网站张家港大棚滚圆机采集转载中国知网整理!!http://www.dapenggunyuanji.com/ 。图2光路原理图h本系统采用的是透射式纹影仪，试验用的光源是波长为520nm的LED光源［8］，光强可以调节。聚光透镜直径为15mm，焦距为120mm。准直镜和纹影镜采用双胶合透镜，直径为50mm，焦距为500mm。刀口位置可以前后进行调节，并放置在纹影镜的焦平面处，上下运动切割光斑可以改变光线透过量。加热平台的长、宽均为100mm，水平放置在测试区域。光学系统的光轴平行于加热平台金属板的宽度，温梢?转化为刀口处光斑的像相对刀口处位移引起刀口切割量变化。将光源放置在准直镜的焦平面，通过调节相机焦距和光圈使图像成最清晰的像。当待测区域无扰动时，从刀口完全切割光斑(即灰度值为0)开始记录第一张图片;以ΔX=50μm切割量切割光斑，直到刀口不再切割光斑为止(即灰度值为200)，一共记录60张图片。根据所记录的不同切割量图片，以每张图片中的某一区域平均灰度值为纵坐标，刀口切割量为横坐标，绘制出刀口切割量与图像灰度值之间的标定曲线［9］。标定曲线如图3所示。图3标定曲2试验过程在标定过程中，选取灰度值为70的图片作为参考图片，对应的刀口位置即为参考位置。为了获取光线经过流场后的偏折距离a，用试验得到的温度场图片减去处于参考位置的图片，就可以得到灰度变化量和刀口处偏移量之间的对应关系，并根据测量区域的灰度变化值得到光线的偏折距离a。将得到的偏折距离a代入式(4)中，就可以得到相应的密度值，从而根据式(5)得到其温度值。其中，K、f2、h、ρ0都是常量。由于在试验过程中，温度会受到环境温度和空气流动的影响，加热平台上方与加热平台金属板平面温度相差很大，因此纹影仪测量温度难以与加热平台所设定的温度建立起对应关系，以衡量试验结果。在采用纹影仪测量温度的同时，将Pt100放在加热平台上方2mm处进行测量，对加热平台设定不同的温度值进行测量，并分别记录两者试验数据。对纹影仪测量数据进行温度计算时，计算Pt100测量的同一区域的温度，并对两者进行比较。试验中采用的是三线制Pt100。其中的一根线为温度的测量方法-数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机折弯机滚弧机本文由公司网站张家港大棚滚圆机采集转载中国知网整理!!http://www.dapenggunyuanji.com/