[發明專利]一種便攜式輻射溫度計

在審

• 申請號: 201810072453.3
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108387318A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 于天河;王磊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/08;H04N5/372;H04N5/225
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

本發明了公開了一種便攜式輻射溫度計，屬于高溫測量領域。該裝置包括光學系統及電學系統，光學系統由透鏡鏡頭組，光纖和棱鏡分光盒組成，所述電學系統包含電流電壓轉換電路，放大電路，數據采集卡，處理器，顯示模塊和電源模塊組成，本發明采用多光譜輻射測量法，利用組合棱鏡分光，通過CCD線陣轉化成電流信號，再通過電流電壓轉換模塊，將電流信號轉換成電壓信號并輸入到放大電路，在信號放大階段將信號分成高溫，中溫及低溫區域，針對不同的區域采用不同的放大電路，最后通過處理器內置的算法計算出被測物體的實際溫度并顯示在顯示模塊上。本發明在使用便攜的基礎上利用多光譜輻射分析法及組合棱鏡分光技術保證溫度測量的高精度，具有實用性。

技術領域

本發明涉及溫度測量領域，特別涉及一種便攜式輻射溫度計。

背景技術

物體以及火焰等溫度的測量在一些場所如航空航天、材料、冶金以及制造業等領域都是至關重要。溫度作為用來確定物質狀態的重要參數之一，其測量方法主要有兩種：接觸式測量和非接觸式測量。接觸式測量方式通過將被測物體與溫度計直接接觸的方式來獲得物體溫度，其優點是所得溫度是物體的真實溫度，缺點是應用范圍??；非接觸式測量方式優點是測溫范圍廣、用于范圍大動態性能好?，F階段對于非接觸測量方式主要技術有以下幾種，一種專利利用比色法進行測溫，缺點是當兩個波長的發射率比值發生變化，或者光路上存在選擇吸收所選用的波段之一時，會帶來更大的誤差，并且實現的前提是假設兩波段處上的發射率相等，只有灰體才滿足，實際應用上收到限制。另有一專利使用光纖進行分光，由于光纖分光后抵達探測器的能量僅為原來能量的n(光譜波段數目)分之一，不利于提高儀器的信噪比，并且需要濾光片來限定波長，使能量進一步衰減。另一專利采用全輻射測溫法，即測量全波段的輻射能量，因此，周圍背景的輻射，測試距離內介質的吸收率、發射率及透過率都會嚴重影響它的精度，同時發射率也很難預知。這種類型的儀器，一般只作為固定目標的監控溫度裝置，難以勝任不同環境的測量場合。

發明內容

本發明的目的是針對上述背景中存在的問題，設計一種基于棱鏡分光原理的多光譜輻射測溫方式的輻射溫度計。

一種便攜式輻射溫度計，包含光學系統和電學系統，其特征在于，所述光學系統包含透鏡鏡頭組，光纖和棱鏡分光盒，所述電學系統包含電流電壓轉換電路，放大電路，數據采集卡，處理器，顯示模塊和電源模塊,所述透鏡鏡頭組通過光纖連接至棱鏡分光盒，所述棱鏡分光盒的輸出端連接至電流電壓轉換電路，所述電流電壓轉換電路的輸出端連接至放大電路及數據采集卡，所述放大電路的輸出端連接至數據采集卡，所述數據采集卡的輸出端連接至處理器，所述顯示模塊連接至處理器，所述電源模塊分別連接處理器及顯示模塊。

所述光學系統和電學系統均集成于機箱中。

所述棱鏡分光盒包含組合棱鏡分光鏡,暗箱透鏡，CCD陣列，光信號傳輸通道和準直透鏡；光信號由所述光纖傳輸到所述棱鏡分光盒中的光信號傳輸通道的輸入端，光信號傳輸通道的輸出端連接至準直透鏡,準直透鏡產生的平行光束射向組合棱鏡分光鏡，經組合棱鏡分光鏡色散形成光譜帶射向暗箱透鏡，光譜帶由暗箱透鏡聚焦并成像在CCD陣列的感光面上。

所述放大電路為二級放大電路，第一級放大電路的輸出端連接至第二級放大電路的輸入端；第一級放大電路的輸出端與第二級放大電路的輸出端分別連接至數據采集卡。

所述數據采集卡采集低溫模擬電壓信號時，用第二級放大電路輸出信號，采集中溫段的模擬電壓信號時，用第一級放大電路的輸出信號，采集高溫段的模擬電壓信號時，用電流電壓轉換電路輸出的電壓信號。

在所述機箱的側面設置散熱孔。

所述機箱采用防爆機箱。

有益效果：

1、本發明利用輻射測溫技術，使該溫度計在實際使用過程中可以不必直接接觸被測物體，更加適合高溫及不能接觸測溫的場合。