汤　红，侯宏录，李炜龙，胡　锐

(西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021)

0　引言

纹影技术作为一种非接触式流场可视化手段，不会对流场温度的测量产生干扰。该技术在流场温度测量中得到了广泛应用。2008年,Barrientos-García等利用纹影技术对充分和部分燃料的两种不同火焰温度场进行分析[1]。2009年，Alvarez-Herrera C等采用反射式纹影系统测量流场温度[2]。2012年,Guerrero-Viramontes J A等利用反射式纹影仪，实现了液体和气体中二维温度测量和粒子图像测速[3]。2013年,Martínezgonzález A等研究了采用反射式纹影系统对流场温度和速度同时进行测量的方法[4]；由于温度测量方法受到限制，2016年他们又研究出大范围温度测量的方法，通过改变相机曝光时间控制测量温度的范围[5]。

目前的测量方法中，对于温度的测量都是基于反射式纹影系统进行的，可测温度低，而且大多是对两个不同温度值进行测量，测量范围小。本文利用透射式纹影系统对流场温度作定量分析，计算流场密度和温度。将本文方法测量结果和Pt100所测量的结果进行对比，两者具有较好的一致性。

1　理论原理

光通过不均匀的透明介质时，会发生折射现象。这种现象是由于不均匀透明介质折射率梯度的干扰引起的。此时，光线会按照一定的角度发生偏折，其轨迹会有一个角度偏差。由此可得到非均匀介质的光程方程式：

(1)

式中：n为介质折射率，n=n(x,y,z);ds为弧长；r为矢径，r=ix+jy+kz；grad(n)为折射率梯度。

光线经过一个折射率变化的流场，偏转角θ和折射率n的关系[6]可以表示为:

(2)

光线通过流场后偏折角θ与刀口处光线偏折距离a的关系如图1所示。……