專利名稱：黑體空腔輻射測溫方法及測溫儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高溫測溫方法及儀器，屬輻射高溫測定方法及儀器。
工業(yè)現(xiàn)場大量使用鉑銠系列熱電耦進(jìn)行溫度測量，由于熱電耦熱結(jié)點(diǎn)直接處于高溫環(huán)境下，易損壞，造成高溫測量成本昂貴。
八十年代新興的紅外傳感技術(shù)發(fā)展很快，國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家(德、日、美、英等)現(xiàn)在已有紅外輻射測溫儀，我國也在研制試生產(chǎn)少量紅外輻射測溫儀。紅外輻射測溫儀是采用非接觸法測溫的，但由于各種因素的影響(如物體表面發(fā)射率變化、背景輻射等)，造成測得的溫度與實(shí)際溫度有誤差，還不能取代鉑銠系列熱電耦在現(xiàn)場的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是提供一種測得溫度與實(shí)際溫度誤差較小的輻射測溫方法及儀器。
本發(fā)明的基本原理是黑體在一定的溫度下會(huì)向外界輻射能量，其輻射能量的強(qiáng)度與黑體所處的溫度成一定的比例關(guān)系，所以用光電轉(zhuǎn)換元件接收黑體輻射信號(hào)，使之轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，接收到的電信號(hào)經(jīng)過處理后可以得出黑體當(dāng)時(shí)的溫度，也就得出了被測物體的溫度。
本發(fā)明的具體方案是黑體空腔作為感溫元件，同時(shí)又作為輻射源，由光電轉(zhuǎn)換元件接收輻射信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所得的電信號(hào)經(jīng)濾波、放大，由微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)理后在顯示器上顯示測得的溫度值。
本發(fā)明的原理是基于黑體輻射強(qiáng)度與其所處的溫度成一定的比例關(guān)系所以當(dāng)光電元件接收到黑體的輻射信號(hào)后其輸出的電信號(hào)強(qiáng)度代表黑體所處的溫度值。當(dāng)用鉑銠熱電耦測得黑體所處的溫度，并與測得黑體輻射的電信號(hào)作對比后，可以制成一電信號(hào)強(qiáng)度與黑體溫度的關(guān)系曲線，利用這一關(guān)系曲線，經(jīng)單片機(jī)對得到的電信號(hào)經(jīng)行處理后就可得出相應(yīng)的溫度值。
說明附圖如下
圖1為本發(fā)明黑體空腔輻射測溫儀的結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明黑體空腔輻射測溫儀信號(hào)處理框3為本發(fā)明黑體空腔輻射測溫儀電氣原理4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9為本發(fā)明黑體空腔輻射測溫儀信號(hào)處理程序框圖結(jié)合


實(shí)施例如下本發(fā)明黑體空腔輻射測溫儀的感溫元件為黑體空腔(1)，(見圖1)該黑體空腔(1)安裝在連接管(2)上，連接管(2)插入透鏡筒(3)中，并用螺母(4)固定。透鏡筒(3)中裝有透鏡(5)及光闌(6)，透鏡(5)及光闌(6)分別安裝在透鏡架(7)及光闌架(8)內(nèi)。在光闌(6)的后方安置有光電池(9)以接收黑體的輻射信號(hào)。透鏡筒(3)的一端裝有套筒(10)，套筒(10)內(nèi)裝有線路板(11)。光電管的輸出電信號(hào)輸?shù)骄€路板(11)，經(jīng)處理后，輸出到顯示裝置。
圖2為信號(hào)處理框3為電氣原理圖，為克服放大器的非線性及獲得精確的信號(hào)值，采用了LM336-5.0V基準(zhǔn)電源，產(chǎn)生IO，IR基準(zhǔn)電流。由這兩個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)定輸入電流。在信號(hào)處理時(shí)采用線性化計(jì)算。由下式求出電流信號(hào)值。
iS=NX-NONR-N0(IR-I0)]]>其中is-光電管產(chǎn)生的電流信號(hào)值IO，IR-基準(zhǔn)電流值NR-對基準(zhǔn)電流IR的計(jì)數(shù)值NO-對基準(zhǔn)電流IO的計(jì)數(shù)值NX-對信號(hào)電流IX的計(jì)數(shù)值圖4為信號(hào)處理程序框圖，系統(tǒng)軟件采用模塊式結(jié)構(gòu)，含三個(gè)中斷服務(wù)程序和三個(gè)大子程序及一些小的服務(wù)性子程序，主要實(shí)現(xiàn)以下功能。
1.對放大電路的輸出信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)2.控制開關(guān)動(dòng)作，定期校準(zhǔn)電流IR，IO3.對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成電流值iS=NX-NONR-N0(IR-I0)]]>將電流值轉(zhuǎn)換成溫度值T＝kexp(a+bi)(a.b.k為常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得)。
黑體空腔可由sic等高溫材料制成，長度在550-2500mm之間。
本發(fā)明黑體空腔輻射測溫儀，由于采用了黑體空腔作為感溫元件，所以不易損壞，使用壽命長，價(jià)格低廉，又可直接顯示測得的溫度。使用方便。
權(quán)利要求
1.一種黑體空腔輻射測溫方法，其特征是以黑體空腔作為感溫元件，同時(shí)又作為輻射源，由光電轉(zhuǎn)換元件接收輻射信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所得電信號(hào)經(jīng)濾波、放大及由微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后在顯示屏上顯示測得的溫度值。
2.一種黑體空腔輻射測溫儀，其特征是黑體空腔安裝在連接管上，連接管插入透鏡筒中并用螺母固定，透鏡筒中裝有透鏡及光闌，透鏡及光闌分別安裝在透鏡架及光闌架內(nèi)，在光闌的后方安置有光電管，在透鏡筒的一端裝有套筒，套筒內(nèi)裝有線路板。
全文摘要
一種黑體空腔輻射測溫方法及測溫儀，屬輻射高溫測定方法及儀器領(lǐng)域，該方法以黑體空腔作為感溫元件及輻射源，由光電管接收輻射信號(hào)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)濾波、放大及數(shù)據(jù)處理后直接輸出被測的溫度值。按該方法制得的測溫儀，由于用黑體空腔作為感溫元件，所以使用壽命長，價(jià)格低廉，且可直接讀出測得的溫度，使用方便。
文檔編號(hào)G01J5/00GK1076276SQ9310302
公開日1993年9月15日 申請日期1993年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月25日
發(fā)明者謝植, 王文艷 申請人:北京市安華檢測技術(shù)公司, 東北工學(xué)院