『天下布武』平时是如何精确测量的?,航空发动机温度最高可达2000℃( 二 )


3、示温漆测温技术
如今示温漆测温是航空发动机测温中非常重要的一种接触式测温方法 。 示温涂料在温度升高过程中会发生某些物理或者化学的反应 , 其分子构成改变导致颜色变化 , 通过观察颜色的变化 , 人们就能够知道所测部件表面的温度分布 。
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示温漆涂敷样例
示温漆涂料可根据在变色后 , 能不能恢复到原来的颜色分为可逆与不可逆示温漆 , 航空发动机测温中一般使用的是不可逆的示温漆 。 根据随温度上升发生的变色次数 , 又可将示温漆分为单色与多色示温漆 , 变色次数越多 , 说明其中每一种颜色所指示的温度范围越小 , 所得到的测温结果精度越高 。
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涡扇发动机开加力的温度变化
示温漆具有使用方便、成本低廉、使用温度范围广等优点 , 特别适合于涡轮叶片这种内部结构复杂、空间狭窄的物体的温度测量 。 但示温漆的缺点也是十分明显的 。 这种方法只能测量热端部件的最高温度 , 无法进行实时监测 , 温度分辨率低 。 同时示温漆的颜色变化会受到加热速度、时间、环境污染的影响 , 导致其测温精度低于一般的测温方法 。
三、非接触式测量方法
1、荧光测温法
荧光测温法通过荧光光强、荧光光强比、荧光衰减等原理来实现温度测量的 。 其中荧光寿命型的测温效果最佳 , 应用最为广泛 。 其测温原理即:敏感材料受到激励光的照射使电子跃迁到高能级 , 当电子从高能级回到基态时会产生荧光辐射 , 当达到平衡状态时荧光放射稳定后 , 激励光消失后的荧光辐射衰减时间与荧光寿命有关 。
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荧光强度于温度对比
荧光粉测温的方法最是早在1937年荧光灯的发展过程中被提出来的 , 但在1988年以后才得到真正的发展与应用 。 1990年美国荧光测温法测量了在700~1000℃的喷涂火焰中涡轮叶片静态温度和旋转温度 , 证实了这种方法在涡轮叶片测量中的实用性 。 从此荧光测量法得到了飞速的发展 。 荧光测温法优点在于荧光寿命只与温度相关 , 且不受任何其它因素干扰 , 测温范围宽、重复性好、测温精度极高 , 不干扰被测表面温度场 。
2、红外辐射测温
红外测温大家肯定都不陌生 , 最近的疫情抗争中 , 大家前不久肯定都看过一条新闻 , 即在公共场所放置的红外温度测量仪 , 连人放的屁都能准确的检测到 。 任何温度高于绝对零度的物体都会向周围发出红外辐射 , 并且温度越高的物体 , 辐射越强 , 通过收集被测物体表面发出的热辐射量就能得到温度分布信息 , 这就是红外测温度额基本原理 。
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根据测量的区域大小 , 辐射测温系统可以分为全场分析探测系统和逐点分析探测系统两种 。 逐点分析探测系统是获取较小区域的辐射信号 , 全场分析探测系统则是用红外成像镜头把物体的温度分布图像 , 成像在二维传感器阵列上 , 将物体能量转化为可视的温度图像来获得物体空间辐射场的全场分布 。 红外辐射测温是一种既不干扰表面也不干扰周围介质的表面温度测量方法 , 具有分辨率高、灵敏度高、可靠性强、响应时间短、测温范围广、测量距离可调等众多优点 。
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发动机红外特征最为明显
四、总结
【『天下布武』平时是如何精确测量的?,航空发动机温度最高可达2000℃】根据现代燃气涡轮发动机的基本原理 , 涡轮前的温度是制约发动机性能的关键因素 。 经过几十年的发展 , 人们几乎已经榨干了金属材料的耐高温性能 。 燃烧室与涡轮面临着越来越恶劣的工作环境 。 对发动机温度监测显得十分重要 。 也正是这一需求 , 众多的测温方法得到快速发展 。 总体来说 , 非接触式测温不接触被测物体 , 不会对被测物体的温度场产生干扰 , 响应速度快 , 是比较理想的测量检测方式 。 但是任何事物也都不是绝对的 , 还是要根据具体情况作出合理的选择 。