[實用新型]一種針對熱分析儀的溫度測量裝置

有效

• 申請號: 201621146219.3
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN206146537U
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 吳國新;石守娟;徐小力;左云波
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10
• 代理公司: 北京遠創理想知識產權代理事務所(普通合伙)11513
• 代理人: 張素妍

技術領域

本實用新型涉及一種溫度測量裝置，特別是關于一種在測量密閉真空空間的整體溫度場中應用的針對熱分析儀的溫度測量裝置。

背景技術

現有的溫度測量技術有接觸式和非接觸式兩種。接觸式測溫方法包括膨脹式測溫、電量式測溫和接觸式光電、熱色測溫等幾大類。接觸測溫法在測量時需要與被測物體或介質充分接觸,一般測量的是被測對象和傳感器的平衡溫度,在測量時會對被測溫度有一定干擾。非接觸式測溫方法不需要與被測對象接觸,因而不會干擾溫度場,動態響應特性一般也很好,但是會受到被測對象表面狀態或測量介質物性參數的影響。非接觸測溫方法主要包括輻射式測溫、光譜法測溫、激光干涉式測溫以及聲波測溫方法等。

在現有的熱分析儀器溫度測量中主要采用的是熱電偶測溫方法，這種方法是一種接觸式測溫方法，可以測得實驗進行所需的溫度值，但是，這樣也有著接觸式測溫的缺點——測量的是被測對象和傳感器的平衡溫度,在測量時會對被測溫度有一定干擾。另外，這種方法只能獲得一點的溫度，不能獲得熱分析儀器內整體溫度情況。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種針對熱分析儀的溫度測量裝置，其克服了接觸式測溫的缺點，能精確地計量整體的溫度環境、擴大溫度測量范圍。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種針對熱分析儀的溫度測量裝置，其特征在于：該裝置包括吸收紅外輻射能量的傳感器陣列、圖像傳感器、信號處理器、采集卡、計算機和顯示器；所述傳感器陣列和圖像傳感器均設置在密閉加熱爐的坩堝內側壁面；且所述傳感器陣列通過連接線與位于所述密閉加熱爐外部的所述信號處理器電連接，所述圖像傳感器通過連接線與位于所述密閉加熱爐外部的所述采集卡電連接；所述傳感器陣列將紅外輻射信號傳輸至所述信號處理器，所述信號處理器將接收到的紅外輻射信號處理后傳輸至所述計算機，所述圖像傳感器將所述密閉加熱爐內圖像信息經所述采集卡傳輸至所述計算機，并由所述顯示器進行顯示。

進一步，所述傳感器陣列與所述信號處理器之間的連接線，以及所述圖像傳感器與所述采集卡之間的連接線都穿過所述密閉加熱爐的爐壁，且所述連接線與所述爐壁之間采用密封件密封。

進一步，所述吸收紅外輻射能量的傳感器陣列采用由熱探測器構成的紅外焦平面陣列。

進一步，所述圖像傳感器采用CCD高溫火焰圖像探測器。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型采用在密閉加熱爐內設置吸收紅外輻射能量的傳感器陣列和圖像傳感器對加熱爐內進行非接觸式測溫，避免了接觸式測溫的缺點，同時在熱分析實驗過程中，加熱爐內的溫度分布情況不斷發生變化，這種非接觸式的測溫方法能夠實時在線觀察監測熱分析儀加熱爐內的溫度分布情況，不但能及時調整加熱爐內溫度，及時發現儀器故障、實驗故障，更為熱分析實驗提供了可視化的溫度圖像數據，使得實驗溫度環境可以觀察記錄，為今后熱分析實驗的改善和發展提供了方便。2、本實用新型采用了輻射測溫法，實現了測量不干擾被測溫場，不影響溫場分布，具有較高的測量準確度。3、本實用新型采用實時在線觀察監測熱分析儀加熱爐內的溫度分布情況，不但能及時調整加熱爐內溫度，及時發現儀器故障、實驗故障，更為熱分析實驗提供了可視化的溫度圖像數據，使得實驗溫度環境可以觀察記錄。4、本實用新型結合了紅外輻射測溫和光譜測溫方法，擴大了溫度測量范圍，可以廣泛適用于測量密閉真空空間的整體溫度場的溫度測量，對于需精密測量整體環境溫度的真空場合尤其適用。

附圖說明

圖1是本實用新型中輻射圖像和光學圖像獲得過程示意圖；

圖2是本實用新型中溫度圖像融合過程示意圖；

圖3是本實用新型實施例中融合后的圖像示意圖。

具體實施方式

當熱分析儀的加熱爐環境為真空時，熱量以熱輻射的方式傳播。熱輻射是物體由于具有溫度而輻射電磁波的現象。溫度較低時，主要以不可見的紅外光進行輻射，當溫度為300℃時熱輻射中最強的波長在紅外區。當物體的溫度升高時，向外輻射能量增加，相應地輻射光譜向波長短的方向移動。當物體的溫度在500℃以上至800℃時，熱輻射中最強的波長成分在可見光區。在加熱爐加熱過程中，隨著溫度的變化，輻射的電磁波發生變化。因此，本實用新型在整個過程中針對兩種波長的電磁波所反映的溫度情況進行研究，根據兩種方式獲得的信息融合，從而得到精確的溫度信息。下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。