【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及温度测量，尤其是涉及一种对来流角度不敏感的总温磷光测量方法和系统。
技术介绍
1、总温探头是一种用于测量流体(如空气或气体)总温度的传感器。现有的总温探头在测量过程中对来流角度非常敏感。在测量过程中，来流角度经常会发生变化，很难保证来流相对探头都是正向的。因此，现有总温探头在面对多变的气流方向时，适应性较差。特别是在高速飞行器、风洞试验和其他动态环境中，气流方向可能会快速变化，这对总温探头的测量准确性提出了更高的要求。然而，由于现有探头对来流角度的敏感性，其在这些应用中的表现往往不够理想。此外，由于探头的测量结果依赖于气流与探头表面的相对角度，这种角度依赖性会导致测量误差的增加。具体来说，当气流以不同角度冲击探头时，探头表面的温度分布会发生变化，从而影响温度测量的准确性。
2、上述误差可能来自以下几个方面：(1)气动加热效应中，由于不同气流冲击角度导致的气动加热程度不同，导致测量温度偏离实际温度。(2)散热不均：不同角度的气流冲击可能导致探头表面散热不同，进一步增加温度测量的不确定性。(3)流场扰动：来流角度的变化可能引起探头周围流场的扰动，导致测量结果波动。由于对来流角度的敏感性，现有总温探头在安装和部署时受到一定限制。探头必须以特定角度安装，以确保气流能够正面冲击探头表面。这种安装限制可能会影响探头在复杂环境中的应用，特别是在需要灵活调整探头位置的场景中。为了减少来流角度对测量结果的影响，现有总温探头需要进行复杂的校准和修正，这不仅增加了数据处理的复杂性，还可能引入额外的不确定性。
3、
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种对来流角度不敏感的总温磷光测量方法和系统，以解决或部分解决来流角度敏感导致测量结果不准确的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术的一个方面，提供了一种对来流角度不敏感的总温磷光测量方法，包括如下步骤：
4、步骤s1，生成激发光信号并照射在待测流体通路上设置的带有温敏磷光材料层的传感片；
5、步骤s2，获取所述温敏磷光材料层激发后的图像数据；
6、步骤s3，基于所述图像数据，利用预设的磷光寿命与温度之间的关系，得到所述传感片的温度分布信息；
7、步骤s4，从所述温度分布信息中选取最高的温度作为测量的总温。
8、作为优选的技术方案，所述的磷光寿命与温度之间的关系的获取过程包括：
9、测量温度，采集记录磷光信号并进行寿命计算，将采集到的温度与磷光寿命一一对应，得到磷光寿命与温度的标定曲线。
10、作为优选的技术方案，所述的激发光信号为波长为260-410nm，功率为0.1～15w的紫外激光。
11、本专利技术的另一个方面，提供了一种对来流角度不敏感的总温磷光测量系统，用于实现前述的对来流角度不敏感的总温磷光测量方法，所述总温磷光测量系统包括：
12、探针头部，内部沿轴向设有通道，所述探针头部上开设有进气孔和出气孔；
13、传感片，位于所述通道内与所述探针头部连接，所述传感片上设有传感片通孔，所述传感片一侧设置有温敏磷光材料层，所述进气孔、传感片和所述出气孔形成流体通路；
14、镜头，位于所述通道内，正对所述传感片的温敏磷光材料层；
15、信号发射单元，用于生成激发光信号并激发所述温敏磷光材料层；
16、信号接收单元，用于接收所述镜头捕获的温敏磷光材料层激发后的图像数据；
17、数据处理单元，用于基于所述图像数据，利用预设的磷光寿命与温度之间的关系，得到所述传感片的温度分布信息，从中选取最高的温度作为测量的总温。
18、作为优选的技术方案，包括多个所述的进气孔，且多个进气孔沿探针头部的周向间隔设置，所述进气孔的直径为0.6mm-5mm，进气孔的中心线距探针头部顶端的距离为1mm-5mm，多个进气孔的中心线垂直于所述通道的轴线并相交于周向圆柱面圆心，相邻进气孔的轴线夹角为15°-60°。
19、作为优选的技术方案，所述的通道的直径为1.5mm-10mm。
20、作为优选的技术方案，包括多个所述的出气孔，且多个出气孔在进气孔相对侧沿周向设置，出气孔的直径为0.3mm-3mm，出气孔各中心线平行并分别与圆柱轴线垂直，出气孔各中心线距探针头部顶端的距离为6mm-18mm。
21、作为优选的技术方案，所述的温敏磷光材料层为mfg、y2o3:eu、ysz:eu、yvo4:dy或yag:dy，厚度为0.001mm至0.01mm。
22、作为优选的技术方案，所述的信号发射单元包括光源、光纤和准直透镜。
23、作为优选的技术方案，所述的信号接收单元包括滤光片。
24、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果之一：
25、(1)通过提取温度最大值的方式获取总温以降低对来流角的敏感度：本专利技术通过采集温敏磷光材料层激发后的图像数据，利用预设的磷光寿命与温度之间的关系，得到传感片全量的温度分布信息，从中选取最高的温度作为测量的总温，以记录最大温度的方式，能够有效降低来流角度的影响。
26、(2)通过采用磷光寿命的温度测量方法以降低环境影响：本专利技术通过使用基于磷光寿命的温度测量方法，避免了测量环境及测量物体表面灰体辐射发射系数的影响以及测量视角的影响。
27、(3)通过采用优化的进气孔和出气孔设计进一步降低对来流角的敏感度：本专利技术通过使多个进气孔沿探针头部的周向间隔设置，多个进气孔的中心线垂直于所述通道的轴线并相交于周向圆柱面圆心，相邻进气孔的轴线夹角为15°-60°，多个出气孔在进气孔相对侧沿周向设置，出气孔各中心线平行并分别与圆柱轴线垂直，通过优化来流角度进一步降低来流角度的影响。
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1.一种对来流角度不敏感的总温磷光测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光测量方法，其特征在于，所述的磷光寿命与温度之间的关系的获取过程包括：
3.根据权利要求1所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光测量方法，其特征在于，所述的激发光信号为波长为260-410nm，功率为0.1～15W的紫外激光。
4.一种对来流角度不敏感的总温磷光测量系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-3任一所述的对来流角度不敏感的总温磷光测量方法，所述总温磷光测量系统包括：
5.根据权利要求4所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光测量系统，其特征在于，包括多个所述的进气孔(3)，且多个进气孔(3)沿探针头部的周向间隔设置，所述进气孔(3)的直径为0.6mm-5mm，进气孔(3)的中心线距探针头部(1)顶端的距离为1mm-5mm，多个进气孔(3)的中心线垂直于所述通道(5)的轴线并相交于周向圆柱面圆心，相邻进气孔(3)的轴线夹角为15°-60°。
6.根据权利要求4所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光
7.根据权利要求4所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光测量系统，其特征在于，包括多个所述的出气孔(4)，且多个出气孔(4)在进气孔(3)相对侧沿周向设置，出气孔(4)的直径为0.3mm-3mm，出气孔(4)各中心线平行并分别与圆柱轴线垂直，出气孔(4)各中心线距探针头部(1)顶端的距离为6mm-18mm。
8.根据权利要求4所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光测量系统，其特征在于，所述的温敏磷光材料层(8)为MFG、Y2O3:Eu、YSZ:Eu、YVO4:Dy或YAG:Dy，厚度为0.001mm至0.01mm。
9.根据权利要求4所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光测量系统，其特征在于，所述的信号发射单元(02)包括光源、光纤和准直透镜。
10.根据权利要求4所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光测量系统，其特征在于，所述的信号接收单元(03)包括滤光片。
...【技术特征摘要】
1.一种对来流角度不敏感的总温磷光测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光测量方法，其特征在于，所述的磷光寿命与温度之间的关系的获取过程包括：
3.根据权利要求1所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光测量方法，其特征在于，所述的激发光信号为波长为260-410nm，功率为0.1～15w的紫外激光。
4.一种对来流角度不敏感的总温磷光测量系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-3任一所述的对来流角度不敏感的总温磷光测量方法，所述总温磷光测量系统包括：
5.根据权利要求4所述的一种对来流角度不敏感的总温磷光测量系统，其特征在于，包括多个所述的进气孔(3)，且多个进气孔(3)沿探针头部的周向间隔设置，所述进气孔(3)的直径为0.6mm-5mm，进气孔(3)的中心线距探针头部(1)顶端的距离为1mm-5mm，多个进气孔(3)的中心线垂直于所述通道(5)的轴线并相交于周向圆柱面圆心，相邻进气孔(3)的轴线夹角为15°-60°。
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