1.本发明涉及温度检测技术领域,特别是涉及一种内表面温度测量方法及装置、存储介质、终端。
背景技术:2.表面温度确定是工业生产中具有非常重要的测量项目,特别是在冶金、石化、航天、能源、材料、电力等领域,表面温度确定占据非常重要的地位。例如,在装备制造业被称为“工业皇冠上明珠”的燃气轮机,温度每升高1%,叶片强度降低15%;照明领域的灯丝温度高于额定温度1%,使用寿命缩短25%;在航天航空领域地面风洞实验以及发动机试车中,温度是发动机性能评定与改进的关键指标。因此,表面温度的准确测量对提高产品质量及性能、节能降耗、安全生产等方面具有重要意义。
3.表面温度确定方法包括接触性和非接触性两种,其中,非接触性表面温度确定方法由于不受待测物体运动状态,腐蚀性等影响,被广泛应用于工业生产中。非接触性表面温度确定方法,通过探测被测物体表面的辐射,基于普朗克黑体辐射定律来确定其温度,但当需要测量的表面为腔体或复杂平面的内表面时,温度测量的准确性较低。
技术实现要素:4.有鉴于此,本发明提供一种内表面温度测量方法及装置、存储介质、终端,主要目的在于解决现有针对腔体结构的内表面或平面相交结构的内表面,温度测量的准确性较低的问题。
5.依据本发明一个方面,提供了一种内表面温度测量方法,包括:
6.获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值;
7.针对所述多个目标点位对应的真实温度估计值分别进行初始化;
8.将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果,所述测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的。
9.进一步地,所述获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值之前,所述方法还包括:
10.获取所述待测内表面的结构特征数据、材料光学特征数据、温度特征数据;
11.基于所述结构特征数据、所述温度特征数据,构建所述待测内表面的结构模型,并基于所述材料光学特征数据及所述结构模型,构建光束追迹模型;
12.基于所述结构模型、所述光束追迹模型,构建有效发射率模型,所述有效发射率模型用于根据待测内表面的温度分布,计算任一目标点位的有效发射率。
13.进一步地,将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温
度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位最终的的真实温度估计值,包括:
14.根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值;
15.对所述测量温度估计值与所述测量温度实际值进行残差计算,得到残差结果;
16.若所述残差结果大于预设阈值,则根据残差结果与迭代关系式对真实温度估计值进行修正,并重复根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值的步骤;
17.若所述测量温度估计值与所述测量温度实际值的残差结果小于或等于所述预设阈值,则将所述真实温度估计值作为内表面温度测量结果。
18.进一步地,所述根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值,包括:
19.通过对所述真实温度估计值进行插值计算得到所述待测内表面的温度分布估计结果;
20.利用预先构建的有效发射率模型,根据所述温度分布计算得到所述待测内表面的有效发射率;
21.根据所述有效发射率及测温原理,计算得到测量温度估计值。
22.进一步地,所述对所述测量温度估计值与所述测量温度实际值进行残差计算,得到残差结果之后,所述方法还包括:
23.将所述测量温度实际值与所述测量温度估计值所对应的残差方程转化为多元非线性目标函数;
24.根据多元非线性目标函数设计迭代关系式修正真实温度估计值。
25.依据本发明另一个方面,提供了一种内表面温度测量装置,包括:
26.获取模块,用于针对所述多个目标点位对应的真实温度估计值分别进行初始化;
27.初始化模块,用于针对所述多个目标点位分别初始化其真实温度估计值;
28.计算模块,用于将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果,所述测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的。
29.进一步地,所述装置还包括:
30.所述获取模块,还用于获取所述待测内表面的结构特征数据、材料光学特征数据、温度特征数据;
31.第一构建模块,用于基于所述结构特征数据、所述温度特征数据,构建所述待测内表面的结构模型,并基于所述材料光学特征数据及所述结构模型,构建光束追迹模型;
32.第二构建模块,用于基于所述结构模型、所述光束追迹模型,构建有效发射率模型,所述有效发射率模型用于根据待测内表面的温度分布,计算任一目标点位的有效发射率。
33.进一步地,所述计算模块,包括:
34.第一计算单元,用于根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值;
35.第二计算单元,用于对所述测量温度估计值与所述测量温度实际值进行残差计算,得到残差结果;
36.第三计算单元,用于若所述残差结果大于预设阈值,则根据残差结果与迭代关系式对真实温度估计值进行修正,并重复根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值的步骤;
37.确定单元,用于若所述测量温度估计值与所述测量温度实际值的残差结果小于或等于所述预设阈值,则将所述真实温度估计值作为内表面温度测量结果。
38.进一步地,在具体应用场景中,所述第一计算单元,用于通过对所述真实温度估计值进行插值计算得到所述待测内表面的温度分布估计结果;
39.利用预先构建的有效发射率模型,根据所述温度分布计算得到所述待测内表面的有效发射率;
40.根据所述有效发射率及测温原理,计算得到测量温度估计值。
41.进一步地,所述装置还包括:
42.转化模块,用于将所述测量温度实际值与所述测量温度估计值所对应的残差方程转化为多元非线性目标函数;
43.所述计算模块,还用于根据多元非线性目标函数设计迭代关系式修正真实温度估计值。
44.根据本发明的又一方面,提供了一种存储介质,所述存储介质中存储有至少一可执行指令,所述可执行指令使处理器执行如上述内表面温度测量方法对应的操作。
45.根据本发明的再一方面,提供了一种终端,包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信;
46.所述存储器用于存放至少一可执行指令,所述可执行指令使所述处理器执行上述内表面温度测量方法对应的操作。
47.借由上述技术方案,本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点:
48.本发明提供了一种内表面温度测量方法及装置、存储介质、终端,本发明实施例通过获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值;针对所述多个目标点位分别初始化其真实温度估计值;将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果,所述测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的,充分分析腔体效应产生的反射辐射对测量温度准确性的影响,基于主动温度修正、及反演推理的思想,消除反射辐射对测量温度不准确的影响,得到更为贴近待测内表面真实温度的真实温度估计值,从而提升确定出的内表面温度值的准确性。
49.上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
50.通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
51.图1示出了本发明实施例提供的一种内表面温度测量方法流程图;
52.图2示出了本发明实施例提供的一种温度测量设备测温原理示意图;
53.图3示出了本发明实施例提供的一种典型内表面结构示意图;
54.图4示出了本发明实施例提供的另一种内表面温度测量方法流程图;
55.图5示出了本发明实施例提供的又一种内表面温度测量方法流程图;
56.图6示出了本发明实施例提供的一种内表面温度测量装置组成框图;
57.图7示出了本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
58.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
59.针对现有非接触性表面温度确定方法,通过探测被测物体表面的辐射,基于普朗克黑体辐射定律来确定其温度,但当需要测量的表面为腔体或复杂平面的内表面时,温度测量的准确性较低。本发明实施例提供了一种内表面温度测量方法,如图1所示,该方法包括:
60.101、获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值。
61.本发明实施例中,测量温度实际值为利用温度测量设备对待测内表面中多个目标点位进行测量得到的多个温度值,其中,多个目标点位可以根据温度分布特点进行设定,也可以随机设定;温度测量设备可以为亮度温度计,针对上述目标点位及温度测量设备,本发明实施例不做具体限定。如图2所示,通过对温度测量设备对不同内表面进行温度测量的过程进行分析,可以得知,当温度测量设备对多平面结构或腔体的内表面进行测量时,其采集到的辐射不仅包括测量点位表面所产生的固有辐射,还包括其他表面产生的反射辐射,这部分反射辐射是无法屏蔽的,反射辐射的融入会增加内表面总辐射,这种现象常称之为腔体效应,由于腔体效应的影响,造成待测内表面目标点位的测量温度实际值大于待测内表面目标点位的真实温度值。其中,多平面结构或腔体的内表面包括但不限于图3所示的结构。
62.102、针对所述多个目标点位对应的真实温度估计值分别进行初始化。
63.本发明实施例中,真实温度估计值的初始化可以基于经验设定,也可以随机设定,本发明实施例不做具体限定。由于测量温度实际值相对于待测内表面目标点位的真实温度值是不准确的,可以先假定真实温度值为已知量,假定的真实温度值为真实温度估计值,并为真实温度估计值设定一个初始值,从而根据真实温度估计值求取一个假定的测量温度值,即测量温度估计值。
64.103、将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果。
65.本发明实施例中,针对待测内表面的任一目标点位,当有一个假定的真实温度估
计值时,基于测量温度值与真实温度估计值之间的对应关系可以得到一个对应的测量温度估计值。由于测量温度实际值是测量到的准确值,若测量温度实际值与测量温度估计值趋近于相等,则假定的真实温度估计值也就趋近于真实温度值,即根据一个假定的真实温度值得到一个准确的真实温度值(真实温度估计值)。基于上述反演过程,通过迭代计算不断对真实温度估计值进行修正,以使测量温度估计值趋近于测量温度实际值,从而得到真实温度估计值。
66.需要说明的是,测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的。对于待测内表面任意一点,由于腔体效应的影响,温度采集设备采集该点的辐射包括内表面固有辐射以及相关区域投射的辐射的反射辐射,称这种辐射为有效辐射。其中,固有辐射为待测内表面在当前点位的黑体辐射可以用普朗克公式表示。有效发射率为参考温度下,待测内表面的辐射和黑体的辐射的比值,公式为:其中,l
λ
为目标点位p沿方向ω的光谱辐亮度,lb为黑体在温度t
ref
下的光谱辐射度,t
dis
为待测内表面的真实温度分布,ε为固有发射率,λ为辐射波长,p为目标点位p。其中,t
ref
可以根据具体应用场景确定,t
dis
真实温度分布为影响当前点位有效发射率的主要因素。由于温度测量设备采集的测量温度值表征的是有效辐射,而表征的是黑体的辐射,因此,可以基于有效发射率模型对测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系进行描述。其中,预设阈值可以根据应用需求进行自定义,本发明实施例不做具体限定。基于主动温度修正、及反演的思想,通过分析温度测量设备采集辐射的原理,确定测量温度值与真实温度值的偏差原因,能够求得与待测内表面目标点位的真实温度值最为接近的真实温度估计值,消除腔体效应对测量温度值造成的影响,从而得到更为准确的内表面温度值。
67.在一个本发明实施例中,为了进一步说明及限定,如图4所示,步骤101所述获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值之前,所述方法还包括:
68.201、获取所述待测内表面的结构特征数据、材料光学特征数据、温度特征数据。
69.202、基于所述结构特征数据、所述温度特征数据,构建所述待测内表面的结构模型,并基于所述材料光学特征数据及所述结构模型,构建光束追迹模型。
70.203、基于所述结构模型、所述光束追迹模型,构建有效发射率模型。
71.本发明实施例中,由于有效反射率较难基于测量法确定,因此,需要基于构建有效发射率模型的方式确定待测内表面中任一点的有效发射率。有效发射率模型的本质为待测内表面的有效发射率分布函数。由于有效发射率与固有发射率、波长、待测内表面的温度分布、目标点位的位置、反射能量分布特征以及红外测量仪的测量位置等诸多因素有着密切关系。因此,需要获取待测内表面的特征参数,包括:结构特征数据,例如,圆柱形、圆锥形的高度、半径、曲率等;材料光学特征数据,例如,反射率、透射率、吸收率等;温度特征数据,例如,温度分布特征等。结构模型包括待测内表面的腔体几何模型及描述腔体光学性质的概率模型,如吸收概率模型、反射概率模型等。光束追迹模型为基于模拟光束在结构模型中的光束追迹过程构建的。其中,光束追迹的过程具体包括:1)设置辐射能的起点和目标点,得到入射方向ω;2)将入射辐能离散为n根光束,单束能量为w0=1(一般取n=10
6-109);3)追
迹光束,求解光束与腔体壁面的交点;4)基于吸收/反射概率模型,判断光束是否被吸收,被吸收则根据吸收点温度计算腔体增加的能量;5)若发生反射,基于反射方向概率模型确定反射方向;6)由反射方向,计算下一个与腔体的交点;7)重复3)~6)的过程,直到光束被吸收或从腔口逸出;8)对n根光束进行1)~7)的重复处理,基于蒙特卡罗法统计待测内表面吸收的能量,表示为n
α
;根据基尔霍夫定律:善于发射的物体也善于吸收,可以通过计算目标点沿方向ω的吸收率,确定有效发射率εe,公式表示为:其中,n
α
为内表面吸收的辐射能,n为起点的辐射能。
72.需要说明的是,有效发射率计算模型表征了具有腔体效应的内表面各点之间相互辐射的关系,且有效发射率模型的精准度直接影响反演方法的准确性。例如,待测内表面通常是镜反射与漫反射的混合反射,若采用漫射近似,会带来较大误差,需建立界面的双向反射分布函数来表达;其次,需要研究内表面间的有效辐射特性及分布规律;另外,非均匀镜漫反射,会导致有效辐射也具有方向敏感性,使得不同方向接收的能量存在差异。基于待测内表面的特征数据,及蒙特卡罗法构建有效发射率模型,能够充分融合待测表明的结构、材料等因素对有效发射率的影响,确保有效发射率模型的精确度,满足反演过程对有效发射率精确度的要求,从而得到准确的真实温度估计值。
73.在一个本发明实施例中,为了进一步说明及限定,如图5所示,步骤103所述将所述真实温度估计值的初始值作为迭代初始值,所述测量温度实际值作为迭代目标值,基于测量温度值与真实温度估计值之间的对应关系进行迭代计算,得到与所述多个目标点位的真实温度估计值,包括:
74.301、根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值。
75.302、对所述测量温度估计值与所述测量温度实际值进行残差计算,得到残差结果。
76.303、若所述残差结果大于预设阈值,根据残差结果与迭代关系式对真实温度估计值进行修正,并重复根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值的步骤。
77.304、若测量温度估计值与所述测量温度实际值的残差结果小于或等于所述预设阈值,则将对应的所述真实温度估计值作为内表面温度测量结果。
78.本发明实施例中,由于真实温度估计值与测量温度估计值的关系为基于有效发射率建立的,需要先根据每个目标点位的真实温度估计值计算得到该点的有效发射率,进而根据有效发射率计算该点的测量温度估计值。通过计算测量温度估计值与测量温度实际值的残差,并基于残差结果与预设阈值的偏差对真实温度估计值进行修正,使得测量温度估计值趋向测量温度实际值的同时,真实温度估计值更接近于待测内表面当前目标点位的真实温度值,实现基于测量温度实际值对真实温度估计值的修正,从而获取准确的真实温度估计值。
79.在一个本发明实施例中,为了进一步说明及限定,步骤301所述根据所述根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值包括:
80.通过对所述真实温度估计值的初始值进行插值计算得到所述待测内表面的目标温度分布估计结果。
81.利用预先构建的有效发射率模型,根据所述目标温度分布计算得到所述待测内表
面的有效发射率。
82.根据所述有效发射率及测温原理,计算得到测量温度估计值。
83.本发明实施例中,根据每个目标点位的目标温度初始值进行插值计算得到待测内表面的目标温度分布估计结果,表示为t
dis_est
,公式表示为:t
dis_est
=i(t
t_est-1
,
…
,t
t_est-p
,
…
,t
t_est-n
)(3);其中,t
t_est-p
为目标点位p的真实温度估计值,n为目标点位的数量。在得到待测内表面的目标温度分布之后,利用基于待测内表面特征数据预先构建好的有效发射率模型,计算每个目标点位的有效发射率的近似值。得到每个目标点位的有效发射率之后,进一步根据测温原理计算测量温度估计值。具体地,以亮度温度计测量原理为例进行分析,测量温度值与真实温度值应满足如下公式:εe(ε,λ,t
dis
,t
ref
,p,ω)lb(λ,t
ref
)=lb(λ,t
m-p
)(4);其中,lb(λ,t
m-p
)为温度测量设备采集到的黑体辐射能量,lb为普朗克公式。普朗克公式为:其中,t为热力学温度,k,c1为第一辐射常数3.741832
×
10-16w·
m2,c2为第二辐射常数1.438786
×
10-16m·
k。将公式(5)带入(4),得到p点的测量温度值t
m-p
和t
dis
之间的关系,可以表示为公式t
m-p
=f(ε,λ,t
dis
,p,ω)(6);其中,f为基于有效发射率推导的关系,用于表征腔体效应对测量温度的影响。基于上述推导,在得到待测内表面的目标温度分布估计结果t
dis_est
之后,可以计算得到测量温度估计值,表示为t
m_est-p
,公式为:t
m_est-p
=f'(ε,λ,t
dis_est
,p,ω)(7);其中,f'为对应的,基于有效发射率模型推导的关系。
84.在一个本发明实施例中,为了进一步说明及限定,步骤302所述对所述测量温度估计值与所述测量温度实际值进行残差计算,得到残差结果之后,所述方法还包括:
85.将所述测量温度实际值与所述测量温度估计值所对应的残差方程转化为多元非线性目标函数;
86.根据多元非线性目标函数设计迭代关系式修正真实温度估计值。
87.本发明实施例中,在得到每个目标点位的测量温度估计值之后,为了得到真实温度估计值,需要求解方程组:其中,t
m-p
为目标点位p对应的测量温度实际值,t
m_est-p
为目标点位p对应的测量温度估计值,n为目标点位的数量。使所有点的测量温度估计值与测量温度实际值的残差趋近于0,从而使目标估计温度趋近于真实温度值。求解方法是反演算法的关键步骤。由于方程(8)为隐式函数方程组,难以直接求解。将其转化为优化问题中的多元非线性目标函数,以求得近似解。其中,目标函数定义为:其中,δt
p
为p点测量温度估计值与实际值的残差,f
obj
为n个目标点位所对应的测量温度估计值与实际值的残差平方和。在多元非线
性规划问题中,真实温度估计值存在下限0k,但本问题的研究对象具有高温特性,可不考虑该下限,采用无约束最优化方法,如最速下降法,进行优化,从而使测量温度估计值收敛。具体地,根据公式(3)、(7)、(9)得到公式:其中,k为迭代次数,a为步长。推导得到公式:其中,i为迭代的索引序号。进一步根据得到真实温度估计值的迭代公式:由于基于有效发射率模型确定的关系无法精确求导,因此,采用数值方法近似求导,公式为:导,因此,采用数值方法近似求导,公式为:其中,t
t-p
为真实温度估计值,δt为差分数值求导的变化量。
88.本发明提供了一种内表面温度测量方法,本发明实施例通过获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值;针对所述多个目标点位对应的真实温度估计值分别进行初始化;将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果,所述测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的,充分分析腔体效应产生的反射辐射对测量温度准确性的影响,基于主动温度修正、及反演推理的思想,消除反射辐射对测量温度不准确的影响,得到更为贴近待测内表面真实温度的真实温度估计值,从而提升确定出的内表面温度值的准确性。
89.进一步的,作为对上述图1所示方法的实现,本发明实施例提供了一种内表面温度测量装置,如图6所示,该装置包括:
90.获取模块41,用于获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值;
91.初始化模块42,用于针对所述多个目标点位对应的真实温度估计值分别进行初始化;
92.计算模块43,用于将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果,所述测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的。
93.进一步地,所述装置还包括:
94.所述获取模块,还用于获取所述待测内表面的结构特征数据、材料光学特征数据、温度特征数据;
95.第一构建模块,用于基于所述结构特征数据、所述温度特征数据,构建所述待测内
表面的结构模型,并基于所述材料光学特征数据及所述结构模型,构建光束追迹模型;
96.第二构建模块,用于基于所述结构模型、所述光束追迹模型,构建有效发射率模型,所述有效发射率模型用于根据待测内表面的温度分布,计算任一目标点位的有效发射率。
97.进一步地,所述计算模块43,包括:
98.第一计算单元,用于根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值;
99.第二计算单元,用于对所述测量温度估计值与所述测量温度实际值进行残差计算,得到残差结果;
100.第三计算单元,用于若所述残差结果大于预设阈值,则根据残差结果与迭代关系式对真实温度估计值进行修正,并重复根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值的步骤;
101.确定单元,用于若所述测量温度估计值与所述测量温度实际值的残差结果小于或等于所述预设阈值,则将对应的真实温度估计值作为内表面温度测量结果。
102.进一步地,在具体应用场景中,所述第一计算单元,用于通过对所述真实温度估计值进行插值计算得到所述待测内表面的温度分布;
103.利用预先构建的有效发射率模型,根据所述温度分布计算得到所述待测内表面的有效发射率;
104.根据所述有效发射率及测温原理,计算得到测量温度估计值。
105.进一步地,所述装置还包括:
106.转化模块,用于将所述测量温度实际值与所述测量温度估计值所对应的残差方程转化为多元非线性目标函数;
107.所述计算模块43,还用于根据多元非线性目标函数设计迭代关系式修正真实温度估计值。
108.本发明提供了一种内表面温度测量装置,本发明实施例通过获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值;针对所述多个目标点位分别初始化其真实温度估计值;将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果,所述测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的,充分分析腔体效应产生的反射辐射对测量温度准确性的影响,基于主动温度修正、及反演推理的思想,消除反射辐射对测量温度不准确的影响,得到更为贴近待测内表面真实温度的真实温度估计值,从而提升确定出的内表面温度值的准确性。
109.根据本发明一个实施例提供了一种存储介质,所述存储介质存储有至少一可执行指令,该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的内表面温度测量方法。
110.图7示出了根据本发明一个实施例提供的一种终端的结构示意图,本发明具体实施例并不对终端的具体实现做限定。
111.如图7所示,该终端可以包括:处理器(processor)502、通信接口(communications interface)504、存储器(memory)506、以及通信总线508。
112.其中:处理器502、通信接口504、以及存储器506通过通信总线508完成相互间的通
信。
113.通信接口504,用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。
114.处理器502,用于执行程序510,具体可以执行上述内表面温度测量方法实施例中的相关步骤。
115.具体地,程序510可以包括程序代码,该程序代码包括计算机操作指令。
116.处理器502可能是中央处理器cpu,或者是特定集成电路asic(application specific integrated circuit),或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。终端包括的一个或多个处理器,可以是同一类型的处理器,如一个或多个cpu;也可以是不同类型的处理器,如一个或多个cpu以及一个或多个asic。
117.存储器506,用于存放程序510。存储器506可能包含高速ram存储器,也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
118.程序510具体可以用于使得处理器502执行以下操作:
119.获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值;
120.针对所述多个目标点位对应的真实温度估计值分别进行初始化;
121.将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果,所述测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的。
122.显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
123.以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的保护范围之内。
技术特征:1.一种内表面温度测量方法,其特征在于,包括:获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值;针对所述多个目标点位对应的真实温度估计值分别进行初始化;将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果,所述测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值之前,所述方法还包括:获取所述待测内表面的结构特征数据、材料光学特征数据、温度特征数据;基于所述结构特征数据、所述温度特征数据,构建所述待测内表面的结构模型,并基于所述材料光学特征数据及所述结构模型,构建光束追迹模型;基于所述结构模型、所述光束追迹模型,构建有效发射率模型,所述有效发射率模型用于根据待测内表面的温度分布,计算任一目标点位的有效发射率。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果包括:根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值;对所述测量温度估计值与所述测量温度实际值进行残差计算,得到残差结果;若所述残差结果大于预设阈值,则根据残差结果与迭代关系式对真实温度估计值进行修正,并重复根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值的步骤;若所述测量温度估计值与所述测量温度实际值的残差结果小于或等于所述预设阈值,则将对应的真实温度估计值作为内表面温度测量结果。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述真实温度估计值计算得到测量温度估计值,包括:通过对所述真实温度估计值进行插值计算得到所述待测内表面的温度分布估计结果;利用预先构建的有效发射率模型,根据所述温度分布估计结果计算得到所述待测内表面的有效发射率;根据所述有效发射率及测温原理,计算得到测量温度估计值。5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述对所述测量温度估计值与所述测量温度实际值进行残差计算,得到残差结果之后,所述方法还包括:将所述测量温度实际值与所述测量温度估计值所对应的残差方程转化为多元非线性目标函数;根据多元非线性目标函数设计迭代关系式修正真实温度估计值。6.一种内表面温度测量装置,其特征在于,包括:获取模块,用于获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值;初始化模块,用于针对所述多个目标点位对应的真实温度估计值分别进行初始化;
计算模块,用于将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果,所述测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的。7.一种存储介质,所述存储介质中存储有至少一可执行指令,所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-5中任一项所述的内表面温度测量方法对应的操作。8.一种终端,包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信;所述存储器用于存放至少一可执行指令,所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-5中任一项所述的内表面温度测量方法对应的操作。
技术总结本发明公开了一种内表面温度测量方法及装置、存储介质、终端,涉及温度检测技术领域,主要目的在于解决内表面温度测量准确度较低的问题。主要包括获取待测内表面中多个目标点位的测量温度实际值;针对所述多个目标点位对应的真实温度估计值分别进行初始化;将所述真实温度估计值作为迭代变量,基于测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系,以及测量温度估计值与实际值之间的残差建立迭代关系式,经迭代计算得到所述多个目标点位的最终真实温度估计值,并将所述最终真实温度估计值作为内表面温度测量结果,所述测量温度估计值与真实温度估计值之间的对应关系为基于有效发射率模型确定的。主要用于内表面温度的确定。射率模型确定的。主要用于内表面温度的确定。射率模型确定的。主要用于内表面温度的确定。
技术研发人员:梅国晖 张澳 王宏伟 赵树茂 张玖
受保护的技术使用者:东北大学
技术研发日:2022.07.06
技术公布日:2022/11/1