Проблема регистрации и измерения температурно-скоростных характеристик продолжает оставаться актуальной для исследования динамики развития, механизмов образования продуктов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Тщательность проведения исследований и точная интерпретация полученных пирометрических изображений термических зон позволяет получить температурно-скоростные характеристики и, следовательно, такие параметры как коэффициент температуропроводности, скорость фронта горения, скорость реакции, энергия активации и другие.

Регистрация развития реакции осуществляется на специализированном стенде, состоящем из реактора-оснастки и телевизионного цифрового яркостного пирометра. Зарегистрированные тепловые изображения фаз горения Ti-Al приведены на рисунке 1.

Рис. 1. Тепловизионная съемка фаз горения Ti-Al

Цифровой яркостный пирометр калиброван с помощью эталонной лампы на s значений температуры, т.е. множеству значений температуры ставится в соответствие множество градаций яркости, которое регистрируется пирометром . Однако множество градаций яркости, реализуемое цифровым пирометром , шире , т.е. s < m. Необходимо максимально точно отобразить множество в множество для определения температуры. Авторами для этих целей предлагается использовать байесовский математический аппарат для определения апостериорной вероятности соответствия яркости одной из яркостей множества . Яркость преобразуется в такую яркость , для которой апостериорная вероятность является наибольшей. При этом вычисляется вероятность ошибки преобразования яркости, называемая риском. Таким образом данный способ позволяет произвести оценку температур в изображений и построить изотермические зоны. На рисунке 2 приведены изображение СВС реакции, зарегистрированное цифровым яркостным пирометром, и обработанное изображение с выделенными температурными зонами.

а б

Рис. 2. а - изображение реакции СВС,

б - оценка изображения реакции СВС

по калибровочным яркостям

Строя температурные профили изотермических зон по строке изображения (см. рис. 3), выявляем участки с максимальным перепадом температур, который указывает границу экзотермии СВС реакции.

Рис. 3. Температурные профили фаз горения

В эксперименте поле окна составляет 10x10мм, а временная зависимость соответствует межкадровому периоду - 40 мс. Проводя пространственно-временной анализ, находим динамику фронта горения (см. рис. 4).

Рис. 4. Динамика фронта горения

Применение статистической методики для определения температур позволило выделить в изображении СВС изотермические зоны. Анализируя динамику характерной зоны, имеем возможность судить о скорости распространения фронта горения.

Литература