温度敏感涂料校准误差实验研究

温度敏感涂料(Temperature Sensitive Paint, TSP)技术是一种极具潜力的光学测温技术,但其测量精度受到多源误差的影响。校准实验是TSP特性研究和风洞实验的关键而独立的阶段,其误差需要单独考虑。分析并明确了校准实验中的主要误差源,建立了各个误差因素不确定度评估方案。重点分析了校准数据拟合中的误差传递规律,提出了基于误差传播方程的TSP校准误差计算方法。误差源不确定度评估结果表明,通过控制校准实验中相机的工作范围和图像帧平均数量可以有效降低校准误差,进而可为TSP校准实验流程的精细化提供指导。TSP特性曲线误差计算结果表明,TSP校准误差在测温范围内呈现凹形分布,其引起的最大测温误差小于0.4 K;结果可直接用作风洞实验中校准误差的给定依据。

压力与温度敏感涂料用高分子粘结剂的研究进展

压力敏感涂料(PSP)以及温度敏感涂料(TSP)是通过光学手段研究物体表面压力和温度的功能涂层。简述了气体在聚合物中的渗透机理,发光分子氧猝灭以及热猝灭机理,综述了国内外PSP、TSP中常用的高分子粘结剂,并对PSP、TSP所用高分子粘结剂的未来发展方向进行了展望。这两种涂层均由高分子粘结剂和发光分子探针组成,PSP通过发光探针与氧分子作用产生的光物理行为变化来反映压力大小,TSP是通过发光探针随模型表面温度变化导致光物理行为变化来反映温度高低。目前,已发展的PSP用高分子粘结剂主要为氧透过率较高的含硅聚合物及丙烯酸酯类聚合物;已发展的TSP用高分子粘结剂主要为氧透过率较低的聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚氨酯等。高分子粘结剂的主链结构、侧基种类与极性、分子间堆砌密度以及与发光分子相互作用,对涂层光物理性能、力学性能以及与基材结合力产生影响。因此,研究PSP与TSP中的高分子粘结剂对于未来两种技术的优化以及一定特殊要求下的应用有较为重要的意义。

压力敏感涂料技术在涡轮叶片和平面叶栅中的应用进展

由于传统压力测量技术难以实现涡轮叶片表面压力分布的连续监测,因此,开发新型测量技术变得尤为迫切。压力敏感涂料作为一种非接触式的光学表面压力测量技术,其以低成本、高空间分辨率、全域测量能力以及对气动流场影响小的显著优点,已经成为压力测量领域的一个研究热点。本文从实验装置设计、测量结果分析等多个维度,详细介绍了压力敏感涂料技术在涡轮叶片和平面叶栅压力测量中的应用现状,深入讨论了实验设备参数选择、测量布局优化等关键问题。同时,结合国内外的研究与应用案例,探讨了压力敏感涂料技术在叶片表面压力测量领域所遇到的挑战和发展前景。

压力敏感涂料技术及其应用

20世纪80年代以来,随着生物化学、光学、信息技术和图形处理技术等领域的进展,压力敏感涂料(PSP)技术因其操作便利、成本较低、对流场无干扰和检测范围广等优点而得到广泛应用。本文通过对PSP技术基本原理、发展状况的阐述和未来发展方向的展望,以及该技术在内外流应用的实例,在力图展现PSP技术全貌的基础上,尽可能介绍PSP技术在内外流应用中的差异、温度敏感涂料的作用、内流校正方式与过程等内容。

高速推进系统温度测量技术发展现状

针对高速推进系统温度测量传感器的设计方法、测量误差等核心问题,综述了现阶段高速推进系统接触式和非接触式温度测量的方法。其中,重点综述了辐射与红外测量、可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)、相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)及温度敏感涂料(TSP)等非接触温度测量技术在高速推进系统应用的研究进展和发展趋势,并分析了上述温度测量技术存在的问题。

温敏涂料TSP热流密度测量方法及应用

温度敏感涂料(temperature-sensitive paint,TSP)可以实现高空间分辨率的温度测量.基于时间解析温度数据计算热流密度是典型的导热反问题.基于一维双层导热模型,通过解析或数值求解的方法计算热流密度,是上述问题的通用解法.在工程应用中,可根据试验工况简化一维双层导热模型,采用更简便的方法进行热流计算.TSP测量热流的精度受涂料厚度、TSP测温真实位置和材料热物性变化等因素影响,相应地可以在涂料设计、物理建模以及计算方法等方面进行完善,提高TSP热流测量的精度.TSP热流测量在暂冲式和激波式两类高超声速风洞中均已得到成功应用,文章结合两个应用实例对工程应用中的挑战与对策进行了讨论.