『天下布武』平时是如何精确测量的？，航空发动机温度最高可达2000℃
一、引言
我们知道现代的航空发动机一般都是涡扇发动机 。 而涡扇发动机的大致结构组成部分由前至后 ， 依次为：风扇叶片、压气机、燃烧室、以及涡轮和尾喷管 。 随着航空发动机向高涵道比、高推重比、高涡轮进口温度方向发展 ， 发动机热端部件的工作温度越来越高 ， 特别是燃烧室中的燃气温度和燃气压力不断提高（目前军用涡扇发动机燃烧时温度已经达到2000摄氏度） ， 发动机中如涡轮盘、涡轮叶片等部件将承受更加严酷的高温、高压的恶劣工作环境的考验 。
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F-35战机所用的F-135发动机
因此对发动机工作情况的全面监控和及时预警是当今时代 ， 高性能发动机不可或缺的技术保障 。 对发动机热端温度场的实时探测 ， 可以及时了解发动机的工作状态 ， 及时发现发动机机体及内部的异常 ， 这是保证飞行安全的一个重要保障 。
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涡扇发动机基本结构
为了实时的探测发动机重要部位的温度变化情况 ， 一般有接触式和非接触式两种测量方法 ， 接触式测温方法在测量时需要与被测物体充分接触 ， 达到热平衡之后 ， 获取被测对象和传感器的平均温度 ， 一般有热电偶、晶体、示温漆等；非接触式温度测量方法则是不需要与被测物体相接触而获取物体温度信息的方法 ， 一般有荧光测温、红外辐射测温、光纤测温等 。 下面我们就来具体地看一看这些测量方法的特点与基本原理：
二、接触式测量方法
1、热电偶测温法
热电偶测温原理基于温差电效应 ， 即两种不同成分的导体两端接合成回路 ， 当两接合点存在温差时 ， 回路内就会产生热电流 ， 根据电流的大小不同 ， 测量仪表就能够显示出所对应的温度值 。 根据加工以及安装方式的不同 ， 热电偶又可以分为埋人式热电偶、薄膜热电偶以及火焰喷涂微细热电偶三种 。
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热电偶试件
埋入式热电偶是先在被测物体表面加工开槽 ， 再将热电偶埋入至沟槽中 ， 进行等离子喷涂使之与基体结合 。 这种电偶制作工艺简单 ， 但是由于要开槽 ， 对被测表面温度场影响较大 。 火焰喷涂微细热电偶则是通过火焰喷涂涂层的方法 ， 固定热电偶丝 ， 进而测量温度 。
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后来随着薄膜技术的发展 ， 采用电镀、真空蒸镀、真空溅等技术的薄膜热电偶应运而生 。 与埋藏式热电偶相比 ， 薄膜热电偶采用薄膜沉积技术直接沉积在被测物表面 ， 故对表面结构影响较小 ， 不会对叶片的温度场产生干扰 ， 比较适合高温转动物体表面温度的测量 ， 比如涡轮等 。
2、晶体测温技术
晶体测温技术源于苏联 ， 其原理是被高能粒子辐照过的晶体会产生大量品格缺陷 ， 这种缺陷可以通过高温退火来逐渐消除 。 物质的残余缺陷浓度与退火温度的有关 ， 可通过测量残余缺陷浓度获取退火温度的信息 。 但残余缺陷浓度通过常规方法难以测定 ， 所以需要通过建立残余缺陷浓度对物性的影响与退火温度的函数关系作为测温依据 。
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晶体测温法：晶体安装图
晶体测温技术具有微尺寸、微重量、非侵入性、无引线、测温上限高、精度高的特点 ， 实际操作中其引起的温度局部扰动相对较小 ， 在测温范围和方便性方面 ， 比传统的热电偶测温方法更有优势 。 因此自前苏联提出这一技术之后 ， 美国、德国等众多国家就开始了这一领域的研究 ， 并将其广泛用于燃气涡轮叶片温度的测量 。 如美国开发的一种材料为3C-SiC的晶体测温技术 ， 测量上限达1400℃ 。 2003年德国西门子公司通过晶体测温技术监测商用涡轮GTX-800热端部件温度数据 ， 以此提升燃气轮机的性能 。
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