[發明專利]一種熒光法溫度測量系統及其測量方法

在審

• 申請號: 201810669211.2
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108444613A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 耿開勝;方城
• 申請（專利權）人: 南京五石金傳感技術有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王清

1.一種熒光法溫度測量系統，包括相互連接的光路部分和電路部分，其特征在于，所述電路部分包括控制處理單元(2)及分別與所述控制處理單元(2)電連接的驅動電路(3)、解調電路(4)和信息交換電路(5)，所述控制處理單元(2)還與電源電路(1)連接；所述光路部分包括耦合單元(7)、分別與所述耦合單元(7)連接的激光器(6)、傳輸光纜(8)和受光器(11)、與所述傳輸光纜(8)連接的準直鏡頭(9)及與所述準直鏡頭(9)連接的熒光靶片(10)；所述激光器(6)與所述驅動電路(3)連接，所述受光器(11)與所述解調電路(4)連接；所述準直鏡頭(9)通過包括空氣在內的透明介質與所述熒光靶片(10)相對。

2.根據權利要求1所述的一種熒光法溫度測量系統，其特征在于，所述控制處理單元(2)能夠根據所述解調電路(4)信號的強度調節所述激光器(6)的發光強度和補償所述受光器(11)的暗電流，所述控制處理單元(2)控制所述驅動電路(3)的開合，所述激光器(6)發出的藍紫光束經所述耦合單元(7)的前向功能耦合進所述傳輸光纜(8)，經所述傳輸光纜(8)的傳輸進入所述準直鏡頭(9)。

3.根據權利要求2所述的一種熒光法溫度測量系統，其特征在于，所述準直鏡頭(9)將藍紫光準直輸出并照射到所述熒光靶片(10)上，所述熒光靶片(10)受到藍紫光的激發而發出紅色或綠色的單色熒光，單色熒光經所述準直鏡頭(9)通過所述耦合單元(7)的后向功能耦合到所述受光器(11)。

4.根據權利要求3所述的一種熒光法溫度測量系統，其特征在于，所述受光器(11)將熒光信號轉換為電信號，電信號經所述解調電路(4)解調出所述控制處理單元(2)能夠識別的模擬或數字信號，經過所述控制處理單元(2)的計算及數據處理，將所述熒光靶片(10)感知的溫度計算出來。

5.根據權利要求1所述的一種熒光法溫度測量系統，其特征在于，所述激光器(6)為波長范圍在300-450nm范圍內的單色半導體激光器。

6.根據權利要求1所述的一種熒光法溫度測量系統，其特征在于，所述耦合單元(7)為具有前向透過藍紫光、反向透過紅綠光的光學器件，至少包含分光片與透鏡的組合、分光棱鏡和環形器。

7.根據權利要求1所述的一種熒光法溫度測量系統，其特征在于，所述傳輸光纜(8)的芯徑為不大于250μm的多模光纜。

8.根據權利要求1所述的一種熒光法溫度測量系統，其特征在于，所述熒光靶片(10)為僅余暉時間與溫度相關的熒光物質制作而成，所述熒光物質為具有中長余暉的熒光物質。

9.根據權利要求1所述的一種熒光法溫度測量系統，其特征在于，所述準直鏡頭(9)為采用消色差透鏡制作的光纖準直器。

10.一種如權利要求1-9任意一項所述的熒光法溫度測量系統的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：控制處理單元(2)控制驅動電路(3)的開合，并通過驅動電路(3)控制激光器(6)；

步驟2：激光器(6)發出的藍紫光束經耦合單元(7)的前向功能耦合進傳輸光纜(8)，經傳輸光纜(8)的傳輸進入準直鏡頭(9)；

步驟3：準直鏡頭(9)將傳輸光纜(8)輸出的藍紫光準直輸出并照射到熒光靶片(10)上；

步驟4：熒光靶片(10)受到藍紫光的激發而發出紅色或綠色的單色熒光，單色熒光經準直鏡頭(9)的逆向功能耦合進傳輸光纜(8)；

步驟5：傳輸光纜(8)再將回傳的熒光通過耦合單元(7)的后向功能耦合到受光器(11)；

步驟6：受光器(11)將熒光信號轉換為電信號，電信號經解調電路(4)解調出控制處理單元(2)能夠識別的模擬或數字信號；

步驟7：經過控制處理單元(2)的計算及數據處理，將熒光靶片(10)感知的溫度計算出來；

步驟8：通過信息交換電路(5)把該溫度測量系統解出的溫度信息與外界進行交換，完成溫度的測量。