專利名稱：一種用于psp測量的壓力分布修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于壓敏涂料(PSP)測量試驗的壓力分布修正方法，屬于航空氣動力實驗技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
PSP測量中，由于涂料存在溫度效應(yīng)，光致發(fā)光強度轉(zhuǎn)換為壓力的過程會變得十分復(fù)雜，尤其是在表面溫度分布未知時。經(jīng)驗上，先驗涂料標定所建立的壓力與光致發(fā)光強度之間的關(guān)系可由Stern-Volmer關(guān)系來描述。在大型風(fēng)洞的試驗測量中，由于未知模型表面溫度分布和其他不可控的測試環(huán)境因素，并且因模型變形造成模型表面的照射度變化不可能通過圖像對準技術(shù)來進行校正，因此當(dāng)先驗標定結(jié)果直接應(yīng)用于風(fēng)洞試驗測量圖像數(shù)據(jù)處理時，會存在明顯的偏離誤差。解決此類問題的最簡單方法就是原位標定，即將光致發(fā)光強度與散布于模型表面的測壓孔測量數(shù)據(jù)直接關(guān)聯(lián)。Morris最初提出的K擬合法兼有原位標定和先驗標定，在表面溫度分布未知的情況下，需要假定表面平均溫度而后通過對測壓孔數(shù)據(jù)進行擬合來估算一個K因子。但是如果PSP的溫度效應(yīng)超出了由壓力變化引起的光致發(fā)光強度變化范圍，壓力轉(zhuǎn)換就會產(chǎn)生較大偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有K方法使用假定的平均溫度進行計算這一不足之處，提出了一種兼有原位標定和先驗標定，通過估算非均勻的溫度效應(yīng)分布從而進行壓力分布換算的修正方法。由于將局部發(fā)光強度與測壓孔數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，降低了因溫度效應(yīng)和其他諸如照射度變化等誤差源導(dǎo)致的偏差。采用的技術(shù)方案是一種用于PSP測量的壓力分布修正方法，其特征在于包括以下步驟I、利用Stern-Volmer關(guān)系的非線性補償修正式,通過最小二乘法對先驗標定中不同狀態(tài)下的溫度、壓力參數(shù)和對應(yīng)圖像所反映的發(fā)光強度進行最優(yōu)擬合，獲得9個共同表征涂料特性的系數(shù)Xjp2、較均勻地選擇模型表面部分測壓孔，導(dǎo)入這些測壓孔測得的壓力數(shù)值。并在配準求比后經(jīng)中值濾波處理的試驗比圖像上找到對應(yīng)測壓孔位置的局部發(fā)光強度比。然后利用Stern-Volmer關(guān)系的非線性補償修正式，計算得到對應(yīng)測壓孔處的等效溫度。3、對這些離散的等效溫度進行插值，估算獲得連續(xù)的非均勻等效溫度分布。4、由估算的非均勻等效溫度分布、先驗標定系數(shù)X J1和Stern-Volmer的非線性補償修正式計算出模型表面的壓力分布。本發(fā)明的方法簡單、實用，可有效降低因溫度效應(yīng)和其他諸如照射度變化等誤差源導(dǎo)致的偏差。通過在模型表面的適當(dāng)位置開設(shè)一些測壓孔，在進行PSP測量的同時進行常規(guī)測壓。 在進行先驗標定時,使用Stern-Volmer關(guān)系的非線性補償修正式通過最小二乘法對標定實驗中不同狀態(tài)下的溫度、壓力參數(shù)和對應(yīng)圖像所反映的發(fā)光強度進行最優(yōu)擬合獲得近似系數(shù)xpd，j e
)。已知PSP的先驗標定系數(shù)和測壓孔測量的壓力數(shù)據(jù)，計算測壓孔處的等效溫度。然后利用這些離散的等效溫度，通過插值估算獲得模型表面連續(xù)的非均勻等效溫度分布。最后由估算的模型表面非均勻等效溫度分布、先驗標定系數(shù)和Stern-Volmer的非線性補償修正式計算出模型表面的壓力分布。該修正的壓力分布數(shù)據(jù)能夠與測壓孔測量的數(shù)值良好吻合。
具體實施例方式I、利用Stern-Volmer關(guān)系的非線性補償修正式，規(guī),Tl = M 2^,
M |4J
(L=2, J=2)，通過最小二乘法對先驗標定中不同狀態(tài)下的溫度、壓力參數(shù)和對應(yīng)圖像所反映的發(fā)光強度進行最優(yōu)擬合，獲得9個共同表征涂料特性的系數(shù)X J102、較均勻地選擇模型表面部分測壓孔，導(dǎo)入這些測壓孔測得的壓力數(shù)值。并在配準求比后經(jīng)中值濾波處理的試驗比圖像上找到對應(yīng)測壓孔位置的局部發(fā)光強度比。然后利用Stern-Volmer關(guān)系的非線性補償修正式，計算得到對應(yīng)測壓孔處的等效溫度。3、對這些離散的等效溫度進行插值，估算獲得連續(xù)的非均勻等效溫度分布。4、由估算的非均勻等效溫度分布、先驗標定系數(shù)X J1和Stern-Volmer的非線性補償修正式計算出模型表面的壓力分布。
權(quán)利要求
1.一種用于PSP測量的壓力分布修正方法，其特征在于包括以下步驟 1)、利用Stern-Volmer關(guān)系的非線性補償修正式,通過最小二乘法對先驗標定中不同狀態(tài)下的溫度、壓力參數(shù)和對應(yīng)圖像所反映的發(fā)光強度進行最優(yōu)擬合，獲得9個共同表征涂料特性的系數(shù)X jl ; 2)、較均勻地選擇模型表面部分測壓孔，導(dǎo)入這些測壓孔測得的壓力數(shù)值。并在配準求比后經(jīng)中值濾波處理的試驗比圖像上找到對應(yīng)測壓孔位置的局部發(fā)光強度比，然后利用Stern-Volmer關(guān)系的非線性補償修正式,計算得到對應(yīng)測壓孔處的等效溫度； 3)、對這些離散的等效溫度進行插值，估算獲得連續(xù)的非均勻等效溫度分布； 4)、由估算的非均勻等效溫度分布、先驗標定系數(shù)X J1和Stern-Volmer的非線性補償修正式計算出模型表面的壓力分布。
全文摘要
一種用于PSP測量的壓力分布修正方法，其特征在于包括以下步驟利用Stern-Volmer關(guān)系的非線性補償修正式，通過最小二乘法對先驗標定中不同狀態(tài)下的溫度、壓力參數(shù)和對應(yīng)圖像所反映的發(fā)光強度進行最優(yōu)擬合，獲得９個共同表征涂料特性的系數(shù)χjl；本發(fā)明的方法簡單、實用，可有效降低因溫度效應(yīng)和其他諸如照射度變化等誤差源導(dǎo)致的偏差。
文檔編號G01M9/06GK102928192SQ201210380710
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者張雪, 衷洪杰 申請人:中國航空工業(yè)集團公司沈陽空氣動力研究所