專利名稱：動態(tài)輻射測溫技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為一種輻射測溫技術。
溫度是人類生活、生產(chǎn)和科學技術領域需要知道的一個重要參數(shù)，因此，測量溫度受到科技術界和產(chǎn)業(yè)部門極大的重視。測量溫度的方法大致分為接觸和無接觸兩類。無接觸測溫以普朗克輻射理論為基礎，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)自至航天航空等高技術領域。由于受到被測體發(fā)射系數(shù)，光路上介質散射、吸收，環(huán)境條件(溫度、濕度等)變化對主機及傳輸光纖的影響，致使輻射測溫精度差，很難測到輻射體表面的真實溫度，成為當前輻射測溫的難點和科技界主攻的方向。
為了測到真溫，目前采用方法有兩種(1)工業(yè)上常用的亮度溫度或比色溫度儀，在測溫前，根據(jù)被測對象，預先設置發(fā)射系數(shù)或發(fā)射系數(shù)坡度。這種方法的缺點很多，發(fā)射系數(shù)不僅和材料有關，還和被測體溫度以及表面狀況都有關，又未計及光路介質對測量精度的影響。(2)采用多色(多于兩色)測溫，加了一個發(fā)射系數(shù)隨波長變化的關系式，(孫曉剛等，多光譜輻射測溫理論綜述，計量學報，第23卷，第4期，P248～250，2002年10月)。這種假定能夠滿足某些特定場合，缺乏普遍意義。實際情況非常復雜，不可能有一個公式適應所有情況下發(fā)射率與波長的關系。這樣處理同樣也沒有考慮光路介質等因素的影響。
本發(fā)明針對上述缺點，提出了動態(tài)輻射測溫技術。
本發(fā)明不同于過去靠一次測量的信號或多次測量信號的平均值決定溫度的方法，提出用多波長(多于兩色)連續(xù)測量溫度，得到多組隨時間變化的數(shù)字信號系列，通過這些信號處理確定被測體真溫。這種測量方法我們叫做動態(tài)輻射測溫。利用計算機處理信號的強大功能，從而為提高測溫精度開創(chuàng)了新局面。為了實現(xiàn)動態(tài)測溫技術，我們具體做了下面兩項工作。
第一，分析了影響測溫精度的諸因素。除了被測體的發(fā)射系數(shù)外，光路中介質的吸收、散射，光纖的損耗，環(huán)境溫度、濕度、應力變化(對主機、傳輸光纖的影響)都對測溫精度產(chǎn)生影響。我們提出用有效光電轉換因子這個參數(shù)描述影響測溫精度的全部因素，便于統(tǒng)一處理。
第二，引進數(shù)字信號處理技術，包括各種濾波，時頻分析等，通過分析、比較、濾波等處理，達到消除有效光電轉換因子，分離出只與真溫有關的數(shù)據(jù)，從而測到被測體的真溫。
附

圖1動態(tài)輻射測溫示意圖附圖1說明1-被測輻射體，2-光學鏡頭或導光棒，3-單芯長光纖，4-分色裝置，5-光電器件，6-模擬處理電路及A/D轉換，7-PC機，8-終端。
在現(xiàn)場測溫時，溫度儀的光學鏡頭或導光棒(2)對準被測輻射體(1)。輻射體(1)發(fā)射系數(shù)通常不為1，且與波長、它的溫度及表面狀況有關。輻射體(1)與光學鏡頭或導光棒(2)之間的光路上，常出現(xiàn)水蒸汽、煙霧、粉塵等介質。光學鏡頭或導光棒(2)采聚輻射體(1)的光信號經(jīng)光纖(3)傳至分色裝置(4)。有些工作在環(huán)境不太惡劣的溫度儀可以省去光纖(3)，通過光學鏡頭或導光棒(2)的光信號直接射到分色裝置(4)上。分色裝置(4)可以是多根分叉光纖與干涉濾色片組成的系統(tǒng)或由光柵與棱鏡組成。分色裝置(4)的出射光經(jīng)光電器件(5)轉換成電信號。光電器件(5)是單個光電器件或內(nèi)調制光電管，或者是光敏線列或內(nèi)調制光敏線列或者是光電陣列。由光電器件(5)輸出的電信號經(jīng)模擬電路及A-D轉換(6)處理，然后將數(shù)字信號送入PC，最后在終端(8)顯示溫度和輸出信號。
本發(fā)明的原理是在普朗克公式和維思公式的基礎上進行了拓寬和實用化，能更好地解決實際測溫問題。
本發(fā)明與現(xiàn)有輻射測溫技術比較，具有如下優(yōu)點1、把測溫現(xiàn)場與標定條件的偏離統(tǒng)統(tǒng)歸結于有效光電轉化因子的變化，進行統(tǒng)一處理，符合生產(chǎn)實際，使得輻射溫度儀適應的能力大大提高，有利于該溫度儀推廣應用。
2、采用動態(tài)輻射測溫技術，解決了輻射測溫長期以來難以測到真實溫度的局面。
權利要求
1.一種動態(tài)輻射測溫技術，用多波長連續(xù)測量的系列數(shù)據(jù)計算溫度，以有效光電轉換因子描述影響測溫精度的諸因素，引進數(shù)字信號處理技術，達到在復雜條件下測出被測體的真實溫度。
2.權利要求1所說的測溫技術，其特征在于用多波長連續(xù)測量多組數(shù)字信號系列來確定被測體的溫度，將時間這個參數(shù)引進測量之中。
3.權利要求1和權利要求2所說的測溫技術，其特征在于有效光電轉換因子既包括被測體的發(fā)射系數(shù)，也包括光路介質吸收和散射，傳輸光纖的損耗，環(huán)境溫度和濕度對光纖以及主機的影響。它概括了影響測溫精度的所有因素，便于統(tǒng)一消除和處理。
4.權利要求1和權利要求2所說的測溫技術，其特征在于引進數(shù)字信號處理技術，包括各種濾波和時頻分析，達到濾去有效光電轉換因子，求得被測體真溫的目的。
全文摘要
本發(fā)明是提出了一種動態(tài)輻射測溫技術，通過用有效光電轉換因子描述影響輻射測溫諸因素，用動態(tài)測量消除有效光電轉換因子，可以在復雜條件下測到被測體的真實溫度。
文檔編號G01J5/10GK1712915SQ20041001332
公開日2005年12月28日 申請日期2004年6月21日 優(yōu)先權日2004年6月21日
發(fā)明者何民才 申請人:何民才