[發明專利]表面溫度和發射率的測量裝置和測量方法

在審

• 申請號: 201611213734.3
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN108240865A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 謝植;車勛建;謝淇先;王立忠
• 申請（專利權）人: 沈陽泰合冶金測控技術有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01N21/55
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 艾春慧

1.一種表面溫度和發射率的測量裝置，包括反射轉換器(1)、光接收器(5)和數據處理系統(6)，所述光接收器(5)與所述反射轉換器(1)耦合，所述光接收器(5)接收由被測表面(9)發出的、并通過所述反射轉換器(1)的輻射光線并將所述輻射光線轉換為電信號，所述數據處理系統(6)與所述光接收器(5)耦合以接收所述電信號并根據所述電信號形成所述被測表面(9)的表面溫度和發射率，其特征在于，

所述反射轉換器(1)包括反射器(1-1)和吸收管(1-2)，所述反射器(1-1)具有通孔(7)，所述吸收管(1-2)相對于所述反射器(1-1)位置可變地設置以使所述吸收管(1-2)在第一測量位置和第二測量位置之間切換，其中，

在所述第一測量位置，所述吸收管(1-2)通過所述通孔(7)穿設于所述反射器(1-1)的內部至所述吸收管(1-2)的入光端接近或接觸所述被測表面(9)，以使所述光接收器(5)直接接收所述被測表面(9)發出的固有輻射光線并形成第一電信號；

在所述第二測量位置，所述吸收管(1-2)的所述入光端位于所述反射器(1-1)的所述通孔(7)處或所述通孔(7)外，以使所述光接收器(5)接收所述被測表面(9)發出的固有輻射光線和所述反射器(1-1)的反射面(10)與所述被測表面(9)之間的反射輻射光線并形成第二電信號；

所述數據處理系統(6)根據所述第一電信號和所述第二電信號形成所述被測表面(9)的表面溫度和發射率。

2.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述第一電信號為第一電壓信號，所述第二電信號為第二電壓信號，所述數據處理系統(6)對所述第一電壓信號和所述第二電壓信號進行如下處理：

根據以下公式獲得n個波長下或n個波段下的第一測量位置輻射亮度表達式：L₁(λ_i,T)＝ε(λ_i)L₀(λ_i,T₀)，其中，L₁(λ_i,T₀)是所述光接收器(5)接收的由被測表面(9)發出的在波長λ_i下的輻射亮度，并由所述第一電壓信號與所述光接收器(5)的光譜響應函數獲得；ε(λ_i)是所述被測表面(9)在波長λ_i下的發射率；L₀(λ_i,T₀)是所述被測表面(9)在相同條件下黑體的輻射亮度；i＝1～n，i、n為大于等于1的正整數；λ_i為有效波長，單位為米；T₀為所述被測表面(9)的表面溫度，單位為K；

根據以下公式獲得n個波長下或n個波段下的第二測量位置輻射亮度表達式：L₂(λ_i,T₀)＝f(ε_i)L₀(λ_i,T₀)，其中，L₂(λ_i,T₀)是所述光接收器(5)接收的由被測表面(9)發出的在波長λ_i下的輻射亮度，并由所述第二電壓信號與所述光接收器(5)的光譜響應函數獲得；f(ε_i)是所述反射器(1-1)在波長λ_i下的有效發射率函數；

根據n個第一測量位置輻射亮度表達式L₁(λ_i,T₀)＝ε(λ_i)L₀(λ_i,T₀)和n個第二測量位置輻射亮度表達式L₂(λ_i,T₀)＝f(ε_i)L₀(λ_i,T₀)，同時計算出表面溫度T₀和n個波長下的發射率ε_i。

3.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述反射器(1-1)的反射面(10)包括球冠面、雙曲面、圓柱面、拋物面、楔形面或圓錐面。