專利名稱：高速紅外輻射測(cè)溫儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種紅外輻射測(cè)溫儀器，確切地說(shuō)是一種高速紅外輻射測(cè)溫儀。
現(xiàn)有的紅外輻射測(cè)溫儀器非常適用于那些非接觸型的被測(cè)面的溫度測(cè)量。但這種測(cè)溫儀器只能測(cè)量被測(cè)面溫度恒定的工況，且其時(shí)間響應(yīng)一般都在秒和毫秒的數(shù)量級(jí)上。對(duì)那些復(fù)雜工況下被測(cè)裝置的被測(cè)面溫度，如數(shù)微秒的快速變化過(guò)程，特別是在被測(cè)面因遭受轟擊、濺射、燒蝕或鍍膜等情況下，在極短的時(shí)間內(nèi)輻射率發(fā)生變化時(shí)，這種測(cè)溫儀器已不能適應(yīng)快速溫度變化時(shí)的被測(cè)面的溫度測(cè)量。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種在復(fù)雜工況條件下，能夠快速反映被測(cè)裝置的被測(cè)面溫度快速變化的高速紅外輻射測(cè)溫儀。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種高速紅外輻射測(cè)溫儀，包括支撐架、可分光纖、透鏡、濾光片、探測(cè)器和放大器，其特征在于所述的可分光纖的輸入端固定在支撐架上，其輸入端內(nèi)置透鏡，可分光纖經(jīng)束結(jié)分成兩束，分成兩束的可分光纖的輸出端分別間接一個(gè)波長(zhǎng)不同的濾光片，濾光片分別與探測(cè)器間接，探測(cè)器分別與放大器連接。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型加以說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型使用狀態(tài)示意圖。
由圖1可見，支撐架1由玻璃板1-1和支撐板1-2粘結(jié)而成?？煞止饫w2按需要分束后，其輸入端通過(guò)支撐板1-2固定在玻璃板1-1的側(cè)面上，其輸入端內(nèi)置透鏡3，以提高測(cè)溫儀的靈敏度?？煞止饫w2經(jīng)束結(jié)2-1分成兩束，分成兩束的可分光纖2的輸出端分別間接一個(gè)波長(zhǎng)不同的濾光片4-1和4-2。濾光片4-1和4-2的波長(zhǎng)為1-6微米范圍內(nèi)的窄帶濾光片，其帶寬為0．1-0．5微米，透光率大于65％?？煞止饫w2的透光率在1-6微米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)大于50％，可分光纖2的分束比接近1∶1。
濾光片4-1和4-2分別與探測(cè)器5-1和5-2間接，探測(cè)器5-1和5-2選用響應(yīng)時(shí)間為納米的具有很快時(shí)間響應(yīng)的高速紅外坤化銦二極管，它能夠測(cè)量溫度在微秒量級(jí)的變化量。選用兩種不同波長(zhǎng)的濾光片4-1和4-2，分別傳輸?shù)絻蓚€(gè)探測(cè)器5-1和5-2，是為了確保兩個(gè)探測(cè)器5-1和5-2所接收的信號(hào)來(lái)自空間的同一點(diǎn)。
探測(cè)器5-1和5-2分別與放大器6-1和6-2連接，使探測(cè)器5-1和5-2所接收的信號(hào)經(jīng)放大器6-1和6-2放大到適當(dāng)?shù)臄?shù)值并經(jīng)過(guò)計(jì)算后，即可得到所測(cè)的溫度值。放大器6-1和6-2的響應(yīng)頻率在1MHZ，使本測(cè)溫儀的時(shí)間分辨達(dá)到1微秒。
使用時(shí)，只需將本測(cè)溫儀的支撐架1安裝固定在被測(cè)裝置7上即可(參見圖2)。
本實(shí)用新型由于采用雙色測(cè)量原理，即將被測(cè)表面空間某點(diǎn)的輻射經(jīng)透鏡聚光后，傳到可分光纖，再經(jīng)分成兩束的光纖輸出端的兩種不同波長(zhǎng)的濾光片濾波后分別傳到兩個(gè)探測(cè)器，以確保兩個(gè)探測(cè)器所接收的信號(hào)來(lái)自空間的同一點(diǎn)，信號(hào)經(jīng)放大器放大到適當(dāng)?shù)臄?shù)值并經(jīng)計(jì)算后，即可得到所測(cè)裝置的被測(cè)表面的溫度值；同時(shí)，由于探測(cè)器選用時(shí)間響應(yīng)極快的紅外坤化銦二極管和高頻放大器，從而使本測(cè)溫儀的時(shí)間分辨率達(dá)到1微秒。經(jīng)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定，本測(cè)溫儀所得實(shí)測(cè)結(jié)果為溫度的測(cè)量范圍為100-1500攝氏度，溫度測(cè)量誤差小于1％，空間分辨率為10毫米，時(shí)間分辨率為1微秒；且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可測(cè)量在任何極端惡劣條件下的被測(cè)裝置溫度的三維時(shí)空分布，特別能給出高溫等離子體在破壁時(shí)第一壁溫度百分之一的溫度變化量，為科研和工業(yè)生產(chǎn)中各類極端條件下壁溫的快速變化及能量沉積過(guò)程提供有力的測(cè)溫儀器。
權(quán)利要求1.一種高速紅外輻射測(cè)溫儀，包括支撐架(1)、可分光纖(2)、透鏡(3)、濾光片(4-1和4-2)、探測(cè)器(5-1和5-2)和放大器(6-1和6-2)，其特征是所述的可分光纖(2)的輸入端固定在支撐架(1)上，其輸入端內(nèi)置透鏡(3)，可分光纖經(jīng)束結(jié)(2-1)分成兩束，分成兩束的可分光纖(2)的輸出端分別間接一個(gè)波長(zhǎng)不同的濾光片(4-1和4-2)，濾光片(4-1和4-2)分別與探測(cè)器(5-1和5-2)間接，探測(cè)器(5-1和5-2)分別與放大器(6-1和6-2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)溫儀，其特征是所述的可分光纖(2)的透光率在1-6微米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)應(yīng)大于50％；可分光纖(2)的分束比接近1∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)溫儀，其特征是所述的濾光片(4-1和4-2)的波長(zhǎng)為1-6微米范圍內(nèi)的窄帶濾光片，其帶寬為0．1-0．5微米，透光率大于65％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)溫儀，其特征是所述的探測(cè)器(5-1和5-2)為紅外砷化銦二極管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種紅外輻射測(cè)溫儀器,包括支撐架、可分光纖、透鏡、濾光片、探測(cè)器和放大器,其特征是:所述的可分光纖的輸入端固定在支撐架上,其輸入端內(nèi)置透鏡,可分光纖經(jīng)束結(jié)分成兩束后,其輸出端分別間接一波長(zhǎng)不同的濾光片,濾光片分別與探測(cè)器間接,探測(cè)器與放大器連接。經(jīng)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定,本測(cè)溫儀時(shí)間分辨率為1微秒,空間分辨率為10毫米,測(cè)量范圍100—1500攝氏度,能給出所測(cè)裝置在快速溫度變化情況下的時(shí)空分布。
文檔編號(hào)G01J5/52GK2426142SQ0022025
公開日2001年4月4日 申請(qǐng)日期2000年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月15日
發(fā)明者陳湘波, 李建剛, 趙燕平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所