基于双色红外热成像的火焰暴露材料表面温度与发射率测量
应用物理
2022-03-21 v1
摘要
双色(2C)高温测量法长期用于火焰温度与 soot 浓度研究，现正日益广泛地用于测量燃烧材料的表面温度。作为仅需极少光学通道的非接触方法，双色高温测量法结合高速采集，是获取热降解样品优异时空分辨率的有前景诊断工具。然而，其概念上的简洁性依赖于一组基本假设，一旦违背便会导致较大误差。本工作中，我们采用代表航空航天与船舶应用耐火测试的试验构型，分析相机参数与测试设置对所得表面温度结果精度的影响。使用两类纤维增强聚合物复合材料与一块钢板来研究影响测量的材料特异性因素。提出了一种考虑实际实验设置的改进相机校准流程。通过原位红外测量获得的温度与发射率分布，与热电偶及常温下的灾后半球定向反射率测量数据进行了对比。该对比说明了适当后处理的必要性，并表明由原始或燃烧后样品获得的发射率值并不适用于通过常规(单色)红外热成像获取准确表面温度。我们还给出了详细的误差预算及校准测量建议，以在673 K–1473 K温度范围内将总体误差保持在远低于50 K。
引用
@article{arxiv.2203.09689,
title = {Surface temperature and emissivity measurement for materials exposed to a flame through two-color IR-thermography},
author = {Tanja Pelzmann and Fabien Dupont and Benjamin Sauté and Étienne Robert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.09689},
year = {2022}
}
备注
21 pages (incl. references), 14 figures, submitted to: International Journal of Thermal Sciences