一种接触式点火界面温度测试方法、装置、设备及存储介质

本发明创造属于温度测量方法，尤其是涉及一种接触式点火界面温度测试方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在燃烧机理研究、燃料特性评估及工业安全领域，实现点火温度的精确测量是理解点火过程、评估材料易燃性及设计可靠点火系统的关键。在现有技术中，测量物质点火特性的标准方法主要基于自燃温度的测试，这类方法将样品置于均匀加热的容器或热空气炉中，大多通过红外、热电阻、热电偶等手段间接测量其自发着火时的环境温度。然而，这类方法测得的是物质在特定加热条件下的整体特性，无法反映在实际应用中由局部热源引发的接触式点火行为，难以获取点火瞬间热源与可燃物界面处的真实温度。

2、为测量接触式点火温度，现有技术通常采用将加热元件与测温传感器分离或简单组合的方案，但是由于热源与测温点之间具有物理间距，因此测试结果不可避免的存在热滞后和热损失，难以准确地捕捉点火界面真实的瞬态温度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明创造旨在提出一种接触式点火界面温度测试方法、装置、设备及存储介质，以解决上述技术问题。

2、为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种接触式点火界面温度测试方法，包括：

4、通过电磁波加热一体化探针，所述一体化探针包括两个具有塞贝克效应的金属丝以及焊接于两个金属丝端部的金属丝结点，所述金属丝结点作为点火源对可燃物进行接触式加热点火；

5、获取金属丝结点吸收的电磁波净功率，并基于塞贝克效应计算金属丝结点的测量温度；

6、根据预设动态热损失校正模型、金属丝结点吸收的电磁波净功率以及金属丝结点的测量温度，计算金属丝结点的真实温度；

7、获取点火判定信息，判断点火判定信息是否满足预设点火判据，在点火判定信息满足预设点火判据时，将当前时刻的金属丝结点的真实温度作为接触式点火界面温度，并输出接触式点火界面温度。

8、进一步的，所述获取金属丝结点吸收的电磁波净功率，包括：

9、获取电磁波的输出功率、金属丝结点的电磁波光斑半径、金属丝结点的直径以及金属丝结点的电磁波吸收率，并根据电磁波的输出功率、金属丝结点的电磁波光斑半径、金属丝结点的直径以及金属丝结点的电磁波吸收率计算金属丝结点吸收的电磁波净功率；

10、所述基于塞贝克效应计算金属丝结点的测量温度，包括：

11、获取金属丝结点的热电势和冷端温度，根据金属丝结点的热电势和冷端温度计算金属丝结点的测量温度。

12、进一步的，所述根据预设动态热损失校正模型、金属丝结点吸收的电磁波净功率以及金属丝结点的测量温度，计算金属丝结点的真实温度，其数学表达式为：

13、；

14、上式中，为金属丝结点的真实温度，为金属丝结点吸收的电磁波净功率，为金属丝结点的测量温度，为金属丝结点的冷端温度，为金属丝的热导率，为单个金属丝的横截面积，为金属丝的长度，为对流换热系数，为金属丝结点的表面积，为金属丝结点的表面辐射率，为斯特藩-玻尔兹曼常数。

15、进一步的，所述点火判定信息包括：

16、基于高速摄像装置采集的图像亮度；

17、和/或，

18、基于光谱分析仪采集的特定波长光谱强度；

19、所述判断点火判定信息是否满足预设点火判据，包括：

20、在金属丝结点的真实温度大于预设温度阈值，且基于高速摄像装置采集的亮度大于预设亮度阈值时，判断点火判定信息满足预设点火判据；

21、和/或，

22、在金属丝结点的真实温度大于预设温度阈值，且基于光谱分析仪采集的特定波长光谱强度大于预设强度阈值时，判断点火判定信息满足预设点火判据。

23、进一步的，在所述根据预设动态热损失校正模型、金属丝结点吸收的电磁波净功率以及金属丝结点的测量温度，计算金属丝结点的真实温度之前，所述接触式点火界面温度测试方法，包括：

24、控制电磁波在多组不同的输出功率分别加热未接触可燃物的金属丝结点至热稳态；

25、在每一个热稳态下，获取金属丝结点吸收的电磁波净功率、金属丝结点的测量温度和金属丝结点的冷端温度，并将金属丝结点的测量温度作为当前热稳态下的金属丝结点的真实温度；

26、基于电磁波在多组不同的输出功率采集到的多组热稳态数据，利用非线性最小二乘法反演得到当前环境下的对流换热系数以及金属丝结点的表面辐射率，并将对流换热系数以及金属丝结点的表面辐射率带入所述预设动态热损失校正模型。

27、进一步的，在所述通过电磁波加热一体化探针之前，所述接触式点火界面温度测试方法，包括：

28、采用强化学习框架控制电磁波输出功率；

29、所述采用强化学习框架控制电磁波输出功率，包括：

30、定义状态，所述状态包括：金属丝结点的历史实验真实温度、金属丝结点的历史实验真实温度变化率、历史点火判定信息，历史累计加热能量；

31、定义动作，所述动作为下一控制周期电磁波功率的调整量；

32、定义奖励函数，所述奖励函数包括：温度接近目标区间的奖励函数、监测到可靠燃烧前兆的奖励函数以及过热惩罚的指示函数；

33、根据当前状态选择使长期累积奖励最大化的动作，动态生成电磁波输出功率的控制指令，以控制电磁波照射所述金属丝结点。

34、进一步的，在所述输出接触式点火界面温度之前，所述点火界面温度测试方法，还包括：

35、根据点火判定信息满足预设点火判据时的金属丝结点的真实温度测量重复性标准差确定a类不确定度；

36、根据对流换热系数的不确定度、金属丝结点的表面辐射率的不确定度和金属丝结点吸收的电磁波净功率的不确定度，确定b类不确定度；

37、根据a类不确定度和b类不确定度计算合成标准不确定度，并根据合成标准不确定度对接触式点火界面温度进行修正。

38、第二方面，本发明实施例还提供了一种点火界面温度测试装置，包括：

39、加热测试模块，用于通过电磁波加热一体化探针，所述一体化探针包括两个具有塞贝克效应的金属丝以及焊接于两个金属丝端部的金属丝结点，所述金属丝结点作为点火源对可燃物进行接触式加热点火；

40、获取计算模块，用于获取金属丝结点吸收的电磁波净功率，并基于塞贝克效应计算金属丝结点的测量温度；

41、校正计算模块，用于根据预设动态热损失校正模型、金属丝结点吸收的电磁波净功率以及金属丝结点的测量温度，计算金属丝结点的真实温度；

42、判定输出模块，用于获取点火判定信息，判断点火判定信息是否满足预设点火判据，在点火判定信息满足预设点火判据时，将当前时刻的金属丝结点的真实温度作为接触式点火界面温度，并输出接触式点火界面温度。

43、第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，包括：

44、一个或多个处理器；

45、存储装置，用于存储一个或多个程序；

46、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例提供的接触式点火界面温度测试方法。

47、第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述实施例提供的接触式点火界面温度测试方法。

48、相对于现有技术，本发明创造所述的一种接触式点火界面温度测试方法、装置、设备及存储介质具有以下优势：

49、本发明创造所述的一种接触式点火界面温度测试方法、装置、设备及存储介质，能通过电磁波加热一体化探针从而对可燃物进行接触式加热点火，并能通过预设动态热损失校正模型计算金属丝结点的真实温度，提高温度测试结果的准确度，还能根据点火判定信息判断是否点火成功，并将点火成功时金属丝结点的真实温度作为接触式点火界面温度，因此能够实现点火界面真实瞬态温度的准确捕捉测量，为燃烧机理研究与点火系统设计提供了真实可靠的数据支撑。