1.一種高溫風(fēng)洞中材料氧化燒蝕測量裝置,其特征在于,所述測量裝置包括:高溫風(fēng)洞、高光譜相機(jī)、紅外測溫儀和圖像處理單元;其中,被測材料置于高溫風(fēng)洞中進(jìn)行高溫?zé)g;所述高溫風(fēng)洞的側(cè)壁上設(shè)置有密封的透明的觀察窗口;所述高光譜相機(jī)和紅外測溫儀通過同步線連接,并且二者連接至圖像處理單元;所述高光譜相機(jī)透過高溫風(fēng)洞側(cè)壁上的觀察窗口對被測材料的表面進(jìn)行拍攝,得到高光譜圖像,高光譜圖像包括一系列多張不同光譜波段的被測材料的圖像,并傳輸至圖像處理單元;所述紅外測溫儀透過觀察窗口對準(zhǔn)被測材料的表面,得到被測材料表面的一個點的溫度,作為基準(zhǔn)溫度,并傳輸至圖像處理單元;所述圖像處理單元選取兩張不同光譜波段的被測材料的圖像,計算對應(yīng)的相同點的亮度比色值,基于紅外測溫儀標(biāo)定的基準(zhǔn)溫度,計算得到被測材料表面的全場溫度;圖像處理單元利用被測材料表面的全場溫度對高光譜圖像進(jìn)行溫度補(bǔ)償修正,利用溫度補(bǔ)償修正后的被測材料光譜對被測材料表面進(jìn)行化學(xué)成分分析,實現(xiàn)對被測材料燒蝕過程中氧化實時狀況的準(zhǔn)確監(jiān)測。
2.如權(quán)利要求1所述的測量裝置,其特征在于,所述高溫風(fēng)洞采用燃?xì)怙L(fēng)洞或電弧風(fēng)洞。
3.如權(quán)利要求1所述的測量裝置,其特征在于,所述高光譜圖像包括一系列多張不同光譜波段的被測材料的圖像,光譜范圍在400nm~1700nm之間。
4.一種高溫風(fēng)洞中材料氧化燒蝕的測量方法,其特征在于,所述測量方法包括以下步驟:
1)被測材料置于高溫風(fēng)洞中,開啟高溫風(fēng)洞對被測材料進(jìn)行燒蝕;
2)將高光譜相機(jī)透過高溫風(fēng)洞側(cè)壁上的觀察窗口對準(zhǔn)被測材料的表面進(jìn)行拍攝,得到高光譜圖像,高光譜圖像包括一系列多張不同光譜波段的被測材料的圖像,并傳輸至圖像處理單元;
3)紅外測溫儀對準(zhǔn)被測材料的表面,得到被測材料表面的一個點的溫度,作為基準(zhǔn)溫度,并傳輸至圖像處理單元;
4)圖像處理單元選取兩張不同光譜波段的被測材料的圖像,計算對應(yīng)的相同點的亮度比色值,基于紅外測溫儀標(biāo)定的基準(zhǔn)溫度,計算得到被測材料表面的全場溫度;
5)通過高光譜圖像得到被測材料光譜,通過被測材料表面的全場溫度得到被測材料的高溫輻射光譜,圖像處理單元利用被測材料的高溫輻射光譜對被測材料光譜進(jìn)行溫度補(bǔ)償修正,利用溫度補(bǔ)償修正后的被測材料光譜對被測材料表面進(jìn)行化學(xué)成分分析,實現(xiàn)對被測材料燒蝕過程中氧化實時狀況的準(zhǔn)確監(jiān)測。
5.如權(quán)利要求4所述的測量方法,其特征在于,在步驟4)中,計算得到被測材料表面的全場溫度,公式為:
其中,為被測材料的紅外測溫儀標(biāo)定點的圖像像素點在兩個不同光譜波段的亮度比色值,為高光譜相機(jī)的拍攝的被測材料上一點的圖像像素點在兩個不同光譜波段的亮度比色值,λ1和λ2分別為選取的兩個不同光譜波段的被測物體加熱時發(fā)射的波長,To為紅外測溫儀標(biāo)定點溫度,通過公式逐點遍歷計算被測材料的圖像像素點,即可得到被測材料的表面溫度T,獲得被測材料表面的全場溫度分布。
6.如權(quán)利要求4所述的測量方法,其特征在于,在步驟5)中,利用溫度補(bǔ)償修正后的被測材料光譜,根據(jù)不同化學(xué)組分的材料的光譜特性,與得到的被測材料光譜進(jìn)行比對,得到被測材料的化學(xué)組分及隨時間的變化,分析得到被測材料的表面氧化情況。