[發明專利]實時測量溫度的方法

有效

• 申請號: 201110200541.5
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN102889934A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 甘志銀;關國堅
• 申請（專利權）人: 甘志銀
• 主分類號: G01J5/46
• 分類號: G01J5/46
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 李平

技術領域

本發明涉及一種非接觸式溫度測量方法，特別涉及一種實時測量溫度的方法。

背景技術

溫度測量方法大致可分為兩種：接觸法和非接觸法。在接觸式測溫法中，廣泛采用的是熱電偶或熱電阻等接觸式溫度傳感器，該方法的優點是結構簡單、可靠，準確度高，其缺點是不能用于動態測溫，另外，對于高溫以及超高溫的溫度測量，接觸式測溫法也不能勝任。目前非接觸式測溫法以輻射測溫法為主，該方法具有測量范圍廣、不影響被測溫度場及響應速度快等優點。近幾十年來，由于電子技術、半導體材料以及計算機技術的飛速發展，輻射測溫技術得到長足的進步，出現了多種高性能的輻射溫度計。

目前應用較為廣泛的輻射溫度計有單波長光學高溫計、全波長輻射溫度計以及比色溫度計。單波長光學高溫計和及全波長輻射溫度計靈敏度高，測量精度高，測溫范圍廣，但必須已知被測物體的發射率，并且測量準確度容易受到測量距離、環境等因素的影響。比色溫度計通過測量物體在兩個或兩個以上波長的光譜輻射亮度之比來測量溫度，由于同一物體在兩個或多個相近波長發射率比值的變化比較小，并且環境等影響因素也可消除，因此這種測溫方式的準確度比較高，但這種方法需要選擇合適的波長，限制了其測量范圍，在低于700度溫度下，由于輻射能比較小，測量的誤差比較大。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有測溫技術存在的問題，提供了一種多波長與單波長相結合的實時測溫方法。本發明的設備由調制盤、濾波片、光電探測器、分光鏡、電路系統、顯示系統組成。其中光路由分光鏡、濾波片組成。

本發明測量溫度包含以下步驟：被測物體所發出的輻射光通過分光機構得到兩個或兩個以上多波長輻射光束，得到多波長輻射光束的方法為通過兩個或兩個以上不同波長的濾波片分離得到多波長輻射光束，由光電探測器接收不同波長的輻射能量，得到輻射能比值，根據黑體輻射理論公式計算相應的溫度值，以高溫范圍內輻射能比值方法測定的溫度值為基準獲得單波長輻射能測溫所需的修正系數，利用修正后的單波長輻射能計算得到低溫范圍內的溫度值。

本發明原理的依據是普朗克定律，該定律描述了物體的單色輻射力與溫度以及波長之間的函數關系，普朗克公式為：

E(λ,T)=C1λ-5ϵ(λ)exp(C2/(λT))-1---(1)]]>

其中，E(λ，T)為物體的光譜輻射亮度，λ為物體的輻射波長，T為物體的溫度，ε(λ)為物體在波長為λ時的發射率，C₁為黑體輻射第一輻射常量3.742×10^-16Wgm²，C₂是黑體輻射第二輻射常量1.4388×10^-2mgK。

對于溫度為T的物體，對應于波長λ₁和λ₂的輻射力之比R(T)為