【正文】 此在計(jì)算由流場變化引起的真實(shí)相位變化時(shí)，應(yīng)將光線通過流場擾動(dòng)后的相位 ? ?yx,? 減去沒有通過流場擾動(dòng)時(shí)的初始相位 ? ?yx,0? ,以得到流場對光線擾動(dòng)引起的莫爾條紋相位的變化。 ?? ?? （ 227） 將（ 227）式乘以（ 221）式的共軛得 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?yxyxiyxbyxcyxc ,e x p,21,39。0?? ?? （ 228） 令 ? ? ? ? ? ?yxyxyx , 0??? ??? ， ? ?yx,?? 才是實(shí)驗(yàn)中能反映光線偏折角 ? ?yxy ,? 的相位分布。, ???? ??， 其中 ? ?yx,?? 是（ 228）式中的復(fù)數(shù)? ? ? ?yxcyxc ,39。 0 的復(fù)角。*,39。*,39。 小結(jié) 本章分析了莫爾偏折法測量流體溫度場的基本原理，基于格拉德斯通－戴爾（ Gladstone－ Dale） 公式和理想氣體狀態(tài)方程的莫爾條紋相位－折射率和折射率－溫度場的關(guān)系。表明莫爾偏折法對光線偏折角具有很好的放大作用，也證明了莫爾偏折法測量流體溫度場的可行性。 清華 大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 22 頁 共 32 頁 3 基于 MATLAB 的圖像仿真得到相位的移動(dòng) 試驗(yàn)系統(tǒng)及其基本工作原理 實(shí)驗(yàn)所需光路如 31 所示，激光器 1發(fā)出一束激光經(jīng)平面鏡反射射入擴(kuò)束鏡3，經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直后產(chǎn)生平行的光束區(qū)域 46，平行光經(jīng)過兩個(gè)等樣光柵（兩光柵成一個(gè)很小的角度 ? ）最后由成像透鏡 7成像，在光瀾 8上會(huì)形成均勻的明暗條紋，及莫爾條紋。利用 CCD 采集前后的圖樣，經(jīng)過圖像處理就可以簡單得到條紋的相位變化曲線 ),( yx? ，再由第二章提到的推導(dǎo)過程就可以得到待測區(qū)域溫度的變化 ),( yxT ，從而測得物體的溫度。 清華 大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 23 頁 共 32 頁 圖 向待測介質(zhì) 5處放入一塊高溫銅絲，待熱平衡后，莫爾條紋如圖 所示。 圖 清華 大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 24 頁 共 32 頁 由圖 和圖 Y=125 時(shí)，莫爾條紋的相位變化最大，所以把圖 讀入 MATLAB，并取 Y=125 可得到這一條直線上的的光強(qiáng)分布圖如圖 。 清華 大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁 共 32 頁 由圖 和圖 1219 條亮條紋的橫坐標(biāo)如下表 表 1亮條紋和相關(guān)相位移動(dòng)統(tǒng)計(jì) 條紋數(shù) 12 13 14 15 16 17 18 19 x 111 122 133 143 152 162 173 182 x39。 2 6 13 19 12 5 1 3 由表 Y=125 時(shí) h（ x,y）曲線，相關(guān)程序如圖 圖 h(x,y)的程序 用上訴程序得到的擬合曲線如圖 ，這樣就可以得到大致的相位變化曲線),( yxh ，雖然這個(gè)相位變化曲線 ),( yxh 與真實(shí)圖像之間還有區(qū)別，但是經(jīng)過擬合，可以以曲線圖像更直觀的看到相位的變化， 清華 大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 26 頁 共 32 頁 圖 h(x,y)曲線 得到 h(x,y)曲線后，由式 216和式 217得到偏折角 ? ?yxy ,? 曲線如圖 . 圖 偏折角與相位偏移的關(guān)系 由第二章中的公式 RPnKMT 1?? （ 25）， dzynndzxnnLyLx????????0011?? （ 26）即可由偏折角曲線 ? ?yxy ,? 推出溫度場 T(x,y)圖 清華 大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 27 頁 共 32 頁 圖 待測區(qū)域溫度場 圖 617k,這是待測溫度場中最高溫度，可大致認(rèn)為這就是放入的高溫銅絲的溫度， 小結(jié) 本章先介紹實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖且對其工作原理做了簡單介紹。 采用了 MATLAB 軟件對 CCD 圖像進(jìn)行處理的方法。 清華 大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 28 頁 共 32 頁 總結(jié) 本文提出了一種可用于微細(xì)尺度對流換熱溫度場測量的傅立葉變換莫爾偏折技術(shù)，為微細(xì)尺度傳熱的實(shí)驗(yàn)研究提供了一條切實(shí)可行的技術(shù)途徑。莫爾偏折法不僅對試驗(yàn)件非接觸，對流場無擾動(dòng)，而且還具有測量靈敏度高、條紋反差好、空間分辨率高、實(shí)時(shí)觀測等一系列顯著優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)分析并建立了該圖像處理技術(shù)的數(shù)學(xué)模型。 清華 大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 29 頁 共 32 頁 參考文獻(xiàn) [1] 鐘金剛，王鳴，李達(dá)成 . 傅里葉變換莫爾偏折術(shù)用于自動(dòng)測量氣體溫度場 . 中國激光， Vol. A24, , March 1997, 275280 [2] Li MA, Ming WANG, Song LIU, et al. Fourier Transform Moire Deflectometry for Measuring the 3D Temperature Field. CHINESE JOURNAL OF LASERS B. Vol. B9, ,3440 [3] 張鴻凌 . 應(yīng)用于微細(xì)尺度流體溫度場測量的激光云紋技術(shù)： [碩士學(xué)位論文 ]. 北京：清華大學(xué)工程力學(xué)系， 2020 [4] Yaozu Song, Xiangchun Zhang, Honglin Zhang. Laser Moire Deflectometry applicable for Mini/MicroScale Flow Visualization, in Proceedings of SPIE Optical Technology and Image Processing for Fluids and Solids Diagnostics 2020, Edited by Gong Xin Shen, Soyoung S. Cha, FuPen Chiang, Carolyn R. Mercer,322330 [5] 過增元 . 國際傳熱研究前沿 —— 微細(xì)尺度傳熱 . 力學(xué)進(jìn)展， 2020， 30 (1):15 [6] 朱德忠 . 熱物理激光測試技術(shù) . 北京：科學(xué)出版社， 1990 [7] Chandra Shakher, Anil Kumar Nirala. A review on refractive index and temperature profile measurements using l serbased interferometric techniques. Optics and Lasers in Engineering,31,1999.:455491 [8] 李田澤，胡希同，王振環(huán)等 . 使用莫爾條紋技術(shù)診斷不完全膨脹的三維氣流場 .計(jì)量學(xué)報(bào)， , , January 2020, 4044 [9]曹起驤 . 密柵云紋法原理與應(yīng)用 . 北京：清華大學(xué)出版社， 1983 年 5 月 [10]Xianyu Su, Wenjing Chen. Fourier transform profilometry. Optics and Lasers in Engineering,35 , [11] 張鴻凌，宋耀祖 . 應(yīng)用于微細(xì)尺度流體溫度測量的激光云紋技術(shù) . 工程熱物清華 大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 30 頁 共 32 頁 理學(xué)報(bào)， , , May 2020, 339341 [12]張鴻 凌，宋耀祖，張香春 . 測量微細(xì)尺度流體溫度場的傅立葉變換激光云紋技術(shù) . 工程熱物理學(xué)報(bào)， , , May 2020, 496498 [13] Mitsuo Takeda, Kazuhiro Mutoh. Fourier transform profilometry for the automatic measurement of 3D object shapes. Applied Optics, 1983,22(24):39773982 [14] Kishimoto, M Egashira, N Shinya. Microcreep Deformation Measurement by a Moire Method using Electron Beam Lithography and Electron Beam Scan. Optical Engineering,1993, 32(2):522526 [15] 邢永明 . 納米云紋技術(shù)及其應(yīng)用： [博士學(xué)位論文 ]. 北京：清華大學(xué)工程力學(xué)系， 2020 [16] 張春香 .測量微細(xì)尺度流體溫度場的傅立葉變換莫爾偏折法 :碩士學(xué)位論文 .清華 大學(xué)工程力學(xué)系 , [17] D. Post, W. A. Baracat. HighSensitivity Moire Interferometry ―― A Simplified Mechanics, v 21, n 3, Mar, 1981, p 100104 [18]Fulong Dai, James Mckelvie, Daniel Post. An Interpretation of Moire Interferometry from Wavefront Interference Theory. Optics and Laser in Engineering, 12 ,1990 .101118 [19] , . Moire deflectometry: a ray deflection approach to optical testing. Optical Engineering, 26(4), 944960 [20] E. Keren, E. BarZiv, I. Glatt, et al. Measurements of temperature distribution of flames by moir233。王老師的熱心幫助和積極督促讓我能夠順利的完成論文，也讓我了解到王老師作為一位研究人員應(yīng)有的博學(xué)知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在此衷心感謝王艷紅老師對我的關(guān)心和指導(dǎo)。 另外也感謝我的家人，他們的理解和支持使我能夠在學(xué)校專心完成我的學(xué)業(yè)。