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科研团队开发新型高温测温技术 精度提升六倍
2025年11月24日 15:28:33
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：4351
海交通大学科研团队联合中国航发、香港城市大学成功开发出一种基于色散超构透镜的高温测温新技术。该技术能在1673K至2973K的超高温范围内，将测温误差控制在0.32%以下，测量精度较传统方法提升约6倍。
近日，上海交通大学机械与动力工程学院航空动力研究所施圣贤教授团队联合中国航发湖南动力机械研究所曾飞研究员、香港城市大学蔡定平教授，在高温辐射测温领域取得重要进展。研究团队提出了一种基于色散超构透镜的光场高光谱辐射测温技术，为高温环境下非接触、微型化温度测量提供了新方案。
高温精确测量对燃气轮机、航空发动机等关键动力装备的性能评估与安全分析至关重要。例如，其涡轮进口温度可高达2400K，已超过多数高温合金的熔点。传统辐射测温技术受限于光学系统体积与结构复杂性，在狭窄空间应用中面临挑战。
该项研究提出的色散超构透镜测温技术，通过纳米结构设计实现在微观尺度上调控光场，将热辐射信号分离为宽谱成分，并将高光谱信息编码为压缩色散图像。结合凸优化算法与深度学习方法，该技术能够从单张图像中重建至少21个光谱通道的温度信息。实验结果显示，在1673K至2973K温度范围内，测温误差低于0.32%，较传统微透镜阵列光场多光谱方法精度提升约6倍。
在火焰冲击平板验证实验中，研究团队选用三种不同发射率的高温陶瓷材料，在氢气射流火焰环境下进行测试。DMT系统成功捕捉到平板表面二维温度梯度分布，与热电偶测量结果相比，误差普遍低于2%，显示出良好的鲁棒性与测量精度。
该研究成果以“Dispersive Meta-lens Thermometry for High-temperature Measurements”为题发表于《自然·通讯》。研究工作获得国家自然科学基金、中国香港特别行政区大学教育资助委员会基金等项目支持。这项技术为开发微型化、高集成度辐射测温仪奠定了基础，未来有望应用于航空发动机和燃气轮机等高温部件的温度监测与燃烧诊断。
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