一种基于压力敏感涂料的压力获取方法、装置及电子设备与流程
本发明涉及测量，特别涉及一种基于压力敏感涂料的压力获取方法、装置及电子设备。
背景技术：
1、压力敏感涂料（pressure sensitive paint, psp）是一种通过光致发光和氧猝灭效应实现表面压力全域测量的先进光学传感涂料。基于psp、光学成像及图像处理的非接触式全场压力测量方法，能够提供连续的模型表面压力分布，解决传统压力孔、嵌入式压力传感器等点测量方法难以实现全域压力测量、安装复杂以及可能干扰流场的问题。
2、相比传统测压方法，psp具有空间分辨率高、非接触、对模型表面破坏小、可获取全场压力信息等优点。当使用激光或紫外光作为激发光源时，涂料中的发光分子与氧气发生氧猝灭反应，模型表面压力变化会引起涂料发光强度或发光寿命变化，再由ccd相机或cmos相机采集图像，并结合标定关系反演得到表面压力场。
3、现有技术在应用psp测量模型表面压力场时，使用了温度敏感涂料（thermallysensitive paint, tsp）测量温度对psp测量值进行温度校正。但是，对于tsp标定，通常被简化为温度单变量标定，即认为tsp信号只由温度决定。本技术发明人在实际测量中发现，tsp的压力响应会影响温度结果。由于tsp压力敏感性被忽略，tsp信号中由压力变化造成的强度比变化被误判为温度变化，进而错误的温度场参与psp温度修正后会引入压力场系统误差，导致压力场的获取精度较低。
技术实现思路
1、本发明实施例提供一种基于压力敏感涂料的压力获取方法、装置及电子设备，用于解决现有技术中基于压力敏感涂料psp获取的压力场精度较低的技术问题。
2、第一方面，本技术实施例提供一种基于压力敏感涂料的压力获取方法，包括：
3、将涂有压力敏感涂料psp和温度敏感涂料tsp的样片置于校准腔内，通过压力控制器和温度控制器使所述校准腔内形成多个不同压力和温度组合，获取所述多个不同压力和温度组合下样片被激发后的多个目标发光图像；
4、根据所述多个目标发光图像对所述压力敏感涂料psp和所述温度敏感涂料tsp的压力─温度进行联合标定，获取psp标定曲面和tsp标定曲面；
5、获取被测模型上压力敏感涂料psp的试验图像强度比与参考图像强度比的第一比值，以及获取被测模型上温度敏感涂料tsp的试验图像强度比与参考图像强度比的第二比值；
6、根据所述psp标定曲面、所述tsp标定曲面、所述第一比值以及所述第二比值，反解获得被测模型上的压力场。
7、可选地，所述根据所述psp标定曲面、所述tsp标定曲面、所述第一比值以及所述第二比值，反解获得被测模型上的压力场，包括：
8、根据所述psp标定曲面和所述第一比值获得压力敏感涂料psp上压力和温度的第一关系曲线，以及根据所述tsp标定曲面和所述第二比值获得温度敏感涂料tsp上压力和温度的第二关系曲线；
9、根据所述第一关系曲线和所述第二关系曲线反解获得被测模型上每个像素点的压力值和温度值；
10、基于所有像素点的压力值获得所述被测模型上的压力场。
11、可选地，所述根据所述第一关系曲线和所述第二关系曲线反解获得被测模型上每个像素点的压力值和温度值，包括：
12、将所述压力敏感涂料psp的发光强度比和所述温度敏感涂料tsp的发光强度比输入反解模型，基于所述压力敏感涂料psp和所述温度敏感涂料tsp的参考图像强度比，通过所述反解模型对所述第一关系曲线和所述第二关系曲线进行逐像素迭代求解，输出每个像素点的压力值和温度值。
13、可选地，所述反解模型的迭代方法包括：
14、当连续两次迭代之间压力变化量和温度变化量均小于预设阈值，或者达到最大迭代次数时，停止迭代，输出当前像素点的压力值和温度值。
15、可选地，所述根据所述psp标定曲面、所述tsp标定曲面、所述第一比值以及所述第二比值，反解获得被测模型上的压力场，包括：
16、根据所述psp标定曲面和所述第一比值获得压力敏感涂料psp上压力和温度的第一关系曲线，以及根据所述tsp标定曲面和所述第二比值获得温度敏感涂料tsp上压力和温度的第二关系曲线；
17、根据所述第一关系曲线和所述第二关系曲线反解获得被测模型上的初始压力场和初始温度场；
18、对所述初始温度场中同一径向位置的温度进行平均或取中值，对平均或取中值后的温度通过二阶多项式拟合，获得沿弦向的一维温度分布；
19、将所述一维温度分布代入所述初始压力场进行温度修正，获得所述被测模型上的压力场。
20、第二方面，本技术实施例提供一种基于压力敏感涂料的压力获取装置，包括：
21、第一获取单元，用于将涂有压力敏感涂料psp和温度敏感涂料tsp的样片置于校准腔内，通过压力控制器和温度控制器使所述校准腔内形成多个不同压力和温度组合，获取所述多个不同压力和温度组合下样片被激发后的多个目标发光图像；
22、联合标定单元，用于根据所述多个目标发光图像对所述压力敏感涂料psp和所述温度敏感涂料tsp的压力─温度进行联合标定，获取psp标定曲面和tsp标定曲面；
23、第二获取单元，用于获取被测模型上压力敏感涂料psp的试验图像强度比与参考图像强度比的第一比值，以及获取被测模型上温度敏感涂料tsp的试验图像强度比与参考图像强度比的第二比值；
24、解耦单元，用于根据所述psp标定曲面、所述tsp标定曲面、所述第一比值以及所述第二比值，反解获得被测模型上的压力场。
25、可选地，所述解耦单元包括二维修正模块，用于：
26、根据所述psp标定曲面和所述第一比值获得压力敏感涂料psp上压力和温度的第一关系曲线，以及根据所述tsp标定曲面和所述第二比值获得温度敏感涂料tsp上压力和温度的第二关系曲线；
27、根据所述第一关系曲线和所述第二关系曲线反解获得被测模型上每个像素点的压力值和温度值；
28、基于所有像素点的压力值获得所述被测模型上的压力场。
29、可选地，所述解耦单元包括一维修正模块，用于：
30、根据所述psp标定曲面和所述第一比值获得压力敏感涂料psp上压力和温度的第一关系曲线，以及根据所述tsp标定曲面和所述第二比值获得温度敏感涂料tsp上压力和温度的第二关系曲线；
31、根据所述第一关系曲线和所述第二关系曲线反解获得被测模型上的初始压力场和初始温度场；
32、对所述初始温度场中同一径向位置的温度进行平均或取中值，对平均或取中值后的温度通过二阶多项式拟合，获得沿弦向的一维温度分布；
33、将所述一维温度分布代入所述初始压力场进行温度修正，获得所述被测模型上的压力场。
34、第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上的程序存储于存储器中，且经配置由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上的程序实现如第一方面所述的任一方法。
35、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的任一方法。
36、本技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：
37、本技术实施例提供一种基于压力敏感涂料的压力获取方法，对压力敏感涂料psp和温度敏感涂料tsp的压力─温度进行联合标定，获取psp和tsp在不同压力、不同温度条件下的压力-温度标定曲面即psp标定曲面和tsp标定曲面，以将tsp的压力敏感性显式纳入psp温度修正过程；获取被测模型上压力敏感涂料psp的试验图像强度比与参考图像强度比的第一比值，以及获取被测模型上温度敏感涂料tsp的试验图像强度比与参考图像强度比的第二比值；根据psp标定曲面、tsp标定曲面、第一比值以及第二比值，反解获得被测模型上的压力场。通过考虑温敏漆的压力敏感性，将tsp的压力敏感性显式纳入psp温度修正过程，解决了现有技术中基于压力敏感涂料psp获取的压力场精度较低的技术问题，提高了模型压力测量的精度和可靠性。