[發(fā)明專利]多波長溫度計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010586752.2
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102121850A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H·李;R·G·布朗;S·達(dá)斯古普塔;E·R·富爾龍;N·V·尼爾馬蘭;A·王;G·王;S·T·沃爾斯
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01J5/58
• 分類號: G01J5/58
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜;王忠忠

相關(guān)申請的交叉引用

本申請在一些方面涉及2006年5月22日提交的名為“Multiwavelength?pyrometry?systems(多波長測溫系統(tǒng))”的共同所有的專利申請序列號11/438,604，指定代理機構(gòu)案號165911-1，其的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及熱測量系統(tǒng)，并且更加具體地涉及多波長溫度計。

背景技術(shù)

當(dāng)前在高溫和/或高壓環(huán)境中測量實際部件的溫度的方法存在缺陷。

監(jiān)測熱部件溫度的一個方法是間接測量離開發(fā)動機(engine)的氣體溫度并且使用其作為部件溫度的指示。然而，間接溫度測量技術(shù)相對不準(zhǔn)確，并且已經(jīng)提出用于直接測量部件溫度的方法。

測量組成部件的絕對溫度的另一個方法是通過使用熱電偶。然而，在這些類型的嚴(yán)酷環(huán)境中的溫度測量由于不確定的輻射損耗而受到限制，且熱電偶由于它們侵入實際部件和/或氣體環(huán)境中而壽命較短。另外，這些侵入測量方法僅提供在單個點的溫度信息，其對于例如燃?xì)鉁u輪機操作等的操作有具有有限的用途。

高溫計(也稱為紅外溫度計)提供物體的非接觸式溫度測量并且已經(jīng)用于在多種工業(yè)、科學(xué)和商業(yè)過程中估計物體的溫度。在已經(jīng)使用的高溫計的技術(shù)中的一個是多波長高溫計。在該技術(shù)中，物體的絕對溫度通過采樣和結(jié)合由物體在多個波長發(fā)射的輻射來確定。

用于在該類型環(huán)境中測量溫度的另一個技術(shù)是使用激光器。盡管激光器可提供準(zhǔn)確的益處，它們過于苦于它們自己的缺點，即高成本、增加的靈敏度和對重新調(diào)諧的持續(xù)需要。另外，這些技術(shù)中沒有一個能夠同時測量這些部件通常所在的氣態(tài)環(huán)境的溫度。

用于測量在某些嚴(yán)酷環(huán)境中的溫度的另一個復(fù)雜化因素是在某些燃燒區(qū)(例如飛行器發(fā)動機)中嚴(yán)格控制在燃燒區(qū)中增添任何種類的裝置。例如，F(xiàn)AA限制什么裝置、部件等可放在渦輪機區(qū)域中。那么，盡管溫度的被動測量在應(yīng)對法規(guī)限制方面可能是更可取的，但它在技術(shù)上具有限制。

因此，持續(xù)需要有特別在嚴(yán)酷環(huán)境中的溫度測量方面的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過提供改進(jìn)的多波長溫度計克服上文提到的缺陷中的至少一些。更具體地，本發(fā)明的方面提供熱測量系統(tǒng)、直接測量溫度的方法、用于測量溫度的計算機程序產(chǎn)品和運用測量溫度的應(yīng)用的方法。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，熱測量系統(tǒng)包括：光收集裝置；與該光收集裝置通信(communication)的檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)包括第一檢測子系統(tǒng)和第二檢測子系統(tǒng)，其中該第一檢測子系統(tǒng)配置成檢測來自物體表面的光，進(jìn)一步地其中該第二檢測子系統(tǒng)配置成檢測來自表面和氣體的光。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，熱測量系統(tǒng)包括：光收集裝置；和與該光收集裝置通信的檢測系統(tǒng)，其中該檢測系統(tǒng)配置成檢測來自氣體的光強度。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，直接測量溫度的方法包括收集來自物體的表面的通過氣體的光；接收和測量物體的表面的溫度中之一；并且基于收集的光和物體表面的溫度測量該氣體的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，直接測量溫度的方法包括收集來自氣體的光；并且基于收集的光測量該氣體的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，計算機程序產(chǎn)品存儲在計算機可讀介質(zhì)上用于測量溫度，該計算可讀介質(zhì)包括用于執(zhí)行下列步驟的程序代碼：收集來自物體的表面的通過氣體的光；接收和測量物體的表面的溫度中之一；并且基于該光和溫度測量該氣體的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，運用測量溫度的應(yīng)用的方法包括：提供計算機基礎(chǔ)設(shè)施，其可操作成：收集來自物體的表面的通過氣體的光；接收和測量物體的表面的溫度中之一；并且基于該光和溫度測量該氣體的溫度。

通過下列詳細(xì)說明和圖將使本發(fā)明的各種其他特征和優(yōu)勢明顯。

附圖說明

附圖圖示當(dāng)前設(shè)想用于實施本發(fā)明的一個實施例。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的多波長溫度計的框圖。

圖2A是由本發(fā)明的實施例采用的發(fā)射與波長的關(guān)系曲線。

圖2B是由本發(fā)明的實施例采用的發(fā)射與波長的關(guān)系曲線。

圖3A-3C是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的多波長溫度計的光學(xué)系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)的示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的被動吸收(passive?absorption)方法的流程圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算機系統(tǒng)的示意圖。

圖6是本發(fā)明的實施例的單點光學(xué)系統(tǒng)部分的透視圖。

圖7是本發(fā)明的實施例的一維陣列光學(xué)系統(tǒng)部分的透視圖。

圖8是本發(fā)明的實施例的二維陣列光學(xué)系統(tǒng)部分的透視圖。