《计测技术》推荐文章｜北京航空航天大学马宏伟教授：涡轮叶片辐射测温技术应用进展

计量测控
2025-07-22 11:36:22

导读

在高性能航空发动机的研制过程中，如何精准、高效地获取涡轮叶片表面温度分布，一直是工程技术与科研领域亟待突破的关键难题。相较于传统热电偶，辐射测温技术凭借非接触式测量、响应速度快以及优异的高温适应能力，成为突破温度测量瓶颈的重要途径。本文系统梳理了当前涡轮叶片辐射测温技术的理论基础与发展现状，涵盖亮度测温、比色测温、CCD测温及多波长测温等典型方法，全面整合了包括蓝宝石光纤在内的辐射测温原理、关键器件、结构形式与实现路径。详细介绍了国内外在高温复杂工况下的典型工程应用，深入剖析了发射率变化、环境干扰、燃气吸收等误差来源，并展望了辐射测温技术未来的发展方向，包括与热电偶技术融合、光学探头优化设计、光纤与耐高温材料研究及智能算法引入等路径。

涡轮叶片辐射测温技术应用进展

作者：马宏伟¹^，^2*，高若琳¹

作者单位：1. 北京航空航天大学能源与动力工程学院；2. 北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室

摘要：相比传统测温技术，辐射测温具有非接触、响应快、高温适应性强等优势，可实时测量涡轮转子叶片等关键部件的表面温度分布。介绍了亮度测温法、比色测温法、电荷耦合器件（Charge⁃Coupled Device， CCD）测温法、多波长辐射测温法等具有代表性的辐射测温方法的基本原理、技术特点及适用范围。阐述了辐射测温技术在涡轮叶片温度测试中的应用和发展现状，探讨了该技术未来的发展方向，提出可通过优化光学探头设计、使用更先进的算法、应用新型耐高温材料等手段，进一步提升辐射测温技术的准确性和可靠性；可将辐射测温技术与热电偶测温技术相结合，构建更加精准、稳定的涡轮叶片温度监测系统。

关键词：辐射测温；高温涡轮；亮度测温；比色测温；CCD测温；多波长辐射测温

作者简介

马宏伟（1968－），男，山东兰陵人，博士，北京航空航天大学长聘教授，博士生导师，主要研究方向为叶轮机气动热力学、测试技术。2000年至2003年，德国Aachen大学访问学者；2009年6月至8月，美国爱荷华州立大学航空系客座教授；2011年2月至3月，法国里昂中央理工大学流体力学与声学实验室邀请教授。国家级科技工业科学技术委员会领域专业组成员，中国航空学会测试技术分会副主任委员，国际内流实验与计算学术会议（ISAIF）科学委员兼常务委员，中国国际透平机械学术会议科学委员。发表学术论文140余篇，发明专利授权66项，软件著作权27项。

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引用格式：马宏伟，高若琳. 涡轮叶片辐射测温技术应用进展［J］. 计测技术， 2025， 45（1）： 21-44.

Citation：MA H W， GAO R L. Application progress of turbine blade temperature radiation thermometry technology［J］. Metrology & Measurement Technology， 2025， 45（1）： 21-44.