[发明专利]一种数字光电温度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及温度传感器技术领域，尤其涉及一种数字光电温度传感器。

背景技术

工业中的许多生产中都离不开高温设备，且这些高温设备通常长期连续运行，导致其工作温度超出负荷，而工业生产特别是冶炼、电力生产、金属材料高温热处理等行业对温度工艺参数的要求很严格，这就要求配备性能优良、工作稳定性高、抗干扰能力强的温度检测传感设备。

目前，许多生产过程中采用铂铑热电偶或其他高温热电偶测温，由于铂铑热电偶或其他高温热电偶在高温、高压和有害介质条件下工作时，偶丝容易受到各种介质在高温下的渗透而逐步变质，造成测量误差逐步增大（误差可以达到几十度或更高），使得生产工艺偏离技术要求，影响产品质量甚至造成产品报废，同时偶丝很快会变脆、表面氧化、变质等因素造成损坏。实际应用中偶丝故障率高、更换频繁、影响生产的正常进行，又因为铂铑为贵金属、价格高、造成很大的成本消耗。

随着光通信技术的发展，许多光电温度传感产品都处于研发阶段、从技术方面来说、都有不同的观点和实现方法，测量误差均在0.5%-1.0%以上、测量精度不高、生产厂家只能配套自己的专用显示仪表才可以进行检验或校准，没有统一的制造标准、产品兼容性差，不利于广泛推广应用，使其发挥效益。此外，现有的传感器受制于测温范围或精度，不能满足不同待测温场的需要，使用者必须针对测温需要配备许多的温度传感设备，挑选麻烦而且成本高昂。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种数字光电温度传感器，采用分段误差自动补偿技术大大提高了测量精度，采用标准信号处理和网络协议转换，实现了数字化和网络化传输；光管采用多段可拆卸的连接管组成，不仅易于拆装维修，还可以根据不同温场的需要，快速对内部的光电转换元件进行配置，以满足不同应用场合的测温要求。

本发明提供的一种数字光电温度传感器，包括：感温管、光电转换模块和数字处理模块；感温管的盲端为可置入待测温场中感温并产生热辐射光束的感温头，光电转换模块包括光管以及设在光管中的聚焦镜、光束板、限束板和光电转换元件，数字处理模块包括模块盒体和设在模块盒体内的多段补偿调整子模块、标准信号转换子模块和网络协议转换子模块；光管由第一连接管、第二连接管和第三连接管组成，感温管的开口端插入第一连接管的第一端中并在感温管外周与第一连接管内周之间设有内锁紧圈进行锁紧固定，第二连接管的第一端通过螺纹方式旋紧在第一连接管的第二端，在第二连接管靠近其第一端的内周设有挡环，聚焦镜抵靠在挡环靠近第一连接管一侧并通过压圈进行压紧固定，聚焦镜的凸面朝向第一连接管，第二连接管第二端通过螺纹方式旋紧在第三连接管第一端，光束板和限束板设在第三连接管靠近其第一端和第二端的内周，光电转换元件从第三连接管第二端置于第三连接管中，模块盒体通过螺纹方式旋紧在第三连接管第二端并压紧光电转换元件；在光束板中心设有光束孔，在限束板中心设有限束孔，热辐射光束经聚焦镜、光束板、限束板之后照射到光电转换元件的受光面产生电压信号并输出；电压信号输入至多段补偿调整子模块中经信号放大和分段式误差补偿调整之后输出线性的电压信号，线性的电压信号输入至标准信号转换子模块转换成数字信号，数字信号经网络协议转换子模块转换成网络协议信号。

优选地，多段补偿调整子模块将输入的电压信号分为多个分段电压区间，每个分段电压区间中误差补偿调整的关系式为：

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