[發(fā)明專利]一種熒光法溫度測量系統(tǒng)及其測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810669211.2
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108444613A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 耿開勝;方城
• 申請（專利權(quán)）人: 南京五石金傳感技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王清

本發(fā)明公開了一種熒光法溫度測量系統(tǒng)及其測量方法，屬于溫度測量技術(shù)領(lǐng)域，包括相互連接的光路部分和電路部分，電路部分包括控制處理單元及分別與控制處理單元電連接的驅(qū)動電路、解調(diào)電路和信息交換電路，控制處理單元還與電源電路連接，光路部分包括耦合單元、分別與耦合單元連接的激光器、傳輸光纜和受光器、與傳輸光纜連接的準直鏡頭及與準直鏡頭連接的熒光靶片，激光器與驅(qū)動電路連接，受光器與解調(diào)電路連接，準直鏡頭通過包括空氣在內(nèi)的透明介質(zhì)與熒光靶片相對。本發(fā)明將感溫?zé)晒獍衅c主系統(tǒng)分離開來，通過系統(tǒng)發(fā)出的激發(fā)光照射熒光靶片并采集熒光靶片發(fā)射的熒光進行溫度測量，能有效解決被測場所不允許布置線纜的困難。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫度測量系統(tǒng)及其測量方法，特別是涉及一種熒光法溫度測量系統(tǒng)及其測量方法，屬于溫度測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

溫度測量對于電力、微波、半導(dǎo)體、醫(yī)療等行業(yè)至關(guān)重要，隨著技術(shù)的發(fā)展，溫度測量手段逐漸升級，且精度逐漸提高，目前，常用的測溫方法有熱電阻、熱電偶等電子類傳感測溫法和紅外測溫傳感法等測溫方法，熱電阻、熱電偶等方法采用電子學(xué)原理進行測量，數(shù)據(jù)傳輸亦為金屬導(dǎo)線，這類測溫設(shè)備具有測量精度高的特點，但對于電力設(shè)施和微波設(shè)施的溫度測量，不具備抗干擾的能力，尤其是微波行業(yè)的溫度測量，根本不容許有金屬類物品置于其中；而紅外測溫法雖為非接觸式的可視測溫法，但這種測溫方法測量的是物體表面輻射的熱量，測得的結(jié)果是熱源大面積的平均溫度，無法反應(yīng)被測物的具體位置的溫度，且測溫精度較低。

還有一類光纖溫度測量系統(tǒng)采用光纖本身或光纖光柵對待測物進行溫度測量，此類測量設(shè)備屬于接觸式測量，一個致命的缺憾是需要在待測的位置布纜，這就限制了其使用范圍，對于這種不允許布置任何線纜的地方，這些采用線纜方式的測溫系統(tǒng)就顯得無能為力了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是為了提供一種熒光法溫度測量系統(tǒng)及其測量方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的需要布置線纜和測溫精度低的問題，提高感溫速度。

本發(fā)明的目的可以通過采用如下技術(shù)方案達到：

一種熒光法溫度測量系統(tǒng)，包括相互連接的光路部分和電路部分，所述電路部分包括控制處理單元及分別與所述控制處理單元電連接的驅(qū)動電路、解調(diào)電路和信息交換電路，所述控制處理單元還與電源電路連接；所述光路部分包括耦合單元、分別與所述耦合單元連接的激光器、傳輸光纜和受光器、與所述傳輸光纜連接的準直鏡頭及與所述準直鏡頭連接的熒光靶片；所述激光器與所述驅(qū)動電路連接，所述受光器與所述解調(diào)電路連接；所述準直鏡頭通過包括空氣在內(nèi)的透明介質(zhì)與所述熒光靶片相對。

優(yōu)選的，所述控制處理單元能夠根據(jù)所述解調(diào)電路信號的強度調(diào)節(jié)所述激光器的發(fā)光強度和補償所述受光器的暗電流，所述控制處理單元控制所述驅(qū)動電路的開合，所述激光器發(fā)出的藍紫光束經(jīng)所述耦合單元的前向功能耦合進所述傳輸光纜，經(jīng)所述傳輸光纜的傳輸進入所述準直鏡頭。

優(yōu)選的，所述準直鏡頭將藍紫光準直輸出并照射到所述熒光靶片上，所述熒光靶片受到藍紫光的激發(fā)而發(fā)出紅色或綠色的單色熒光，單色熒光經(jīng)所述準直鏡頭通過所述耦合單元的后向功能耦合到所述受光器。

優(yōu)選的，所述受光器將熒光信號轉(zhuǎn)換為電信號，電信號經(jīng)所述解調(diào)電路解調(diào)出所述控制處理單元能夠識別的模擬或數(shù)字信號，經(jīng)過所述控制處理單元的計算及數(shù)據(jù)處理，將所述熒光靶片感知的溫度計算出來。

優(yōu)選的，所述激光器為波長范圍在300-450nm范圍內(nèi)的單色半導(dǎo)體激光器。

優(yōu)選的，所述耦合單元為具有前向透過藍紫光、反向透過紅綠光的光學(xué)器件，至少包含分光片與透鏡的組合、分光棱鏡和環(huán)形器。

優(yōu)選的，所述傳輸光纜的芯徑為不大于250μm的多模光纜。

優(yōu)選的，所述熒光靶片為僅余暉時間與溫度相關(guān)的熒光物質(zhì)制作而成，所述熒光物質(zhì)為具有中長余暉的熒光物質(zhì)。