[發(fā)明專利]一種非接觸式紅外測溫系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810384305.5
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108519162A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許謙;楊凱;胡剛;班亞;吳驍;張新民;桑德彬;趙謙
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天自動控制研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

一種非接觸式紅外測溫系統(tǒng)，包括溫度采集模塊、溫度處理模塊以及仿真計算機；溫度采集模塊采集試驗設(shè)備溫度，輸出溫度信號，溫度處理模塊處理溫度采集模塊輸出的溫度信號，轉(zhuǎn)化成具體的溫度值，并上傳給仿真計算機，仿真計算機實時接收和顯示溫度處理模塊上傳的溫度數(shù)據(jù)，并設(shè)置聲控報警器，對超過閾值的溫度進行報警。本發(fā)明測溫系統(tǒng)保障了飛行器控制系統(tǒng)半實物仿真試驗安全順利的進行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非接觸式紅外測溫系統(tǒng)。飛行器控制系統(tǒng)半實物仿真試驗測溫系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域

背景技術(shù)

測溫方式可分為接觸式和非接觸式，接觸式測溫只能測量被測物體與測溫傳感器達到熱平衡后的溫度，所以響應(yīng)時間長，且極易受環(huán)境溫度的影響；而紅外測溫是根據(jù)被測物體的紅外輻射能量來確定物體的溫度，不與被測物體接觸，具有溫度分辨率高、響應(yīng)速度快、測溫范圍廣、不受測溫上限的限制、穩(wěn)定性好等特點，近年來在家庭自動化、汽車電子、航空和軍事上得到越來越廣泛的應(yīng)用。

物體紅外輻射能量的大小和波長的分布與其表面溫度關(guān)系密切。因此，通過對物體自身紅外輻射的測量，能準確地確定其表面溫度，紅外測溫就是利用這一原理測量溫度的。紅外測溫器由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器和信號處理及輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學(xué)零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號。該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路，并按照儀器內(nèi)的算法和目標發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。

SMBus協(xié)議是智能元器件之間的標準總線協(xié)議，在I2C總線基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是一種與I2C總線高度兼容的總線。SMBus總線規(guī)范定義了SMBus總線信號、電氣規(guī)范、傳輸格式、校驗方式、總線操作、地址分置等內(nèi)容。隨著規(guī)范的不斷完善和更新，SMBus協(xié)議在智能儀器和工業(yè)測控領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。

CPCI總線具有高開放性、高可靠性、可熱插拔性，適合于實時系統(tǒng)控制、實時數(shù)據(jù)采集、軍事系統(tǒng)等模塊化及高可靠度、可長期使用的應(yīng)用領(lǐng)域。并且CPCI是基于PCI電氣規(guī)范開發(fā)的高性能工業(yè)總線，CPCI總線系統(tǒng)所使用的操作系統(tǒng)、驅(qū)動和應(yīng)用程序和桌面的PCI總線系統(tǒng)兼容，因此構(gòu)建CPCI總線平臺的測控計算機，滿足各性能需求，并具有更堅固、更可靠、模塊化、易使用、易維護等諸多優(yōu)點。

本發(fā)明專利應(yīng)用在飛行器控制系統(tǒng)半實物仿真試驗系統(tǒng)中。目前，現(xiàn)有的試驗設(shè)備的測溫主要采用手持式測溫儀，手持式測溫儀受到測試人員專業(yè)素質(zhì)、環(huán)境條件影響嚴重，不能實時監(jiān)控試驗設(shè)備運行狀態(tài)，且測溫精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種非接觸式紅外測溫系統(tǒng)，實時采集和傳輸控制系統(tǒng)半實物仿真試驗中試驗設(shè)備溫度信息。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種非接觸式紅外測溫系統(tǒng)，包括溫度采集模塊、溫度處理模塊以及仿真計算機；溫度采集模塊采集試驗設(shè)備溫度，輸出溫度信號，溫度處理模塊基于CPCI總線接實現(xiàn)，處理溫度采集模塊輸出的溫度信號，轉(zhuǎn)化成具體的溫度值，并上傳給仿真計算機，仿真計算機實時接收和顯示溫度處理模塊上傳的溫度數(shù)據(jù)，并設(shè)置聲控報警器，對超過閾值的溫度進行報警。

所述溫度處理模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊、總線轉(zhuǎn)接模塊、CPCI接口模塊、功能接口模塊、雙向驅(qū)動模塊和差分模塊；

仿真計算機發(fā)送的觸發(fā)指令通過總線轉(zhuǎn)接模塊傳遞給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊接收到觸發(fā)指令后，生成數(shù)據(jù)采集指令并發(fā)送給雙向驅(qū)動模塊，雙向驅(qū)動模塊將數(shù)據(jù)采集指令進行驅(qū)動放大后，通過差分模塊轉(zhuǎn)換為差分信號，再通過功能接口模塊輸出給溫度采集模塊，溫度采集模塊采集的溫度信號通過功能接口模塊送入差分模塊，差分模塊將輸入的溫度信號轉(zhuǎn)換為共模信號后送入雙向驅(qū)動模塊，雙向驅(qū)動模塊將所述共模信號進行電平轉(zhuǎn)換后提供給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)對應(yīng)的協(xié)議將進行電平轉(zhuǎn)換后的信號進行處理，處理結(jié)果通過總線轉(zhuǎn)接模塊匹配CPCI總線并最終輸出，從而實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)采集。