[发明专利]多光谱线温真温测量装置和方法

说明书

本发明提供了一种多光谱线温真温测量装置和方法。该装置包括狭缝、主物镜、45°半透半反镜、准直物镜、组合分光棱镜、暗箱物镜、反射镜、目镜以及多个S4111‑16Q探测器阵列。光源发出的光透过狭缝入射至主物镜，经过45°半透半反镜后分为两部分，一部分反射至目镜；另一部分透射至准直物镜，经过准直物镜后成为平行光束；该平行光束经组合分光棱镜后按波长分为不同波长的多个单波长平行光束；经暗箱物镜聚焦后，再经反射镜反射后分别由多个S4111‑16Q探测器阵列接收，每个S4111‑16Q探测器阵列为16单元光电探测器、且对应分光后的其中一个波长。本发明的上述技术能够获得一条线上各点的光谱强度值，适用于连续光谱辐射目标的真温及发射率的测量。

技术领域

本发明涉及高温测量技术领域，具体涉及一种多光谱线温真温测量装置和方法。

背景技术

多光谱辐射温度测量方法是一种非接触的辐射测温方法,主要用于测量高温，如火箭尾喷火焰温度场、船舶用大型发动机燃烧场温度测量等领域，通过待测场发出的热辐射进行测温，其具有无测量上限、响应速度快及不影响被测温度场等优点。该方法是在一个仪器中制成多个光谱通道，利用多个光谱的物体辐射亮度信息，再经过数据处理，得到物体的真实温度和材料的光谱发射率。

然而，目前多光谱高温计由于受光路的限制只能测量单点的温度，而实际应用过程中往往需要获得待测表面径向或轴向的线温度分布。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供了一种多光谱线温真温测量装置和方法，以至少解决目前多光谱高温计只能测量单点温度的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种多光谱线温真温测量装置，所述多光谱线温真温测量装置包括狭缝、主物镜、45°半透半反镜、准直物镜、组合分光棱镜、暗箱物镜、反射镜、目镜、以及多个S4111-16Q探测器阵列；所述狭缝设置于待测线温的位置处，以使光源发出的光透过所述狭缝入射至所述主物镜；所述45°半透半反镜设于所述主物镜与所述准直物镜之间，使得从所述主物镜出射的光束经过所述45°半透半反镜后分为两部分光束：一部分光束被所述45°半透半反镜反射至所述目镜；另一部分光束透过所述45°半透半反镜后入射至所述准直物镜，经过所述准直物镜后成为平行光束；从所述准直物镜出射的平行光束经过所述组合分光棱镜后按波长分为多个单波长平行光束，其中，从所述组合分光棱镜(P)出射的各单波长平行光束之间的波长互不相同、且出射角度互不相同；从所述组合分光棱镜出射的所述多个单波长平行光束经所述暗箱物镜聚焦后，再经反射镜反射后分别由多个S4111-16Q探测器阵列接收，其中，每个S4111-16Q探测器阵列为16单元光电探测器，且每个S4111-16Q探测器阵列对应接收所述多个单波长平行光束中的其中一束；其中，针对所述多个S4111-16Q探测器阵列中的每一个，该S4111-16Q探测器阵列所接收到的单波长平行光束的光斑为条型光斑，该条形光斑投影到该S4111-16Q探测器阵列的16个光电探测器单元，该S4111-16Q探测器阵列的16个光电探测器单元依次接收对应位置的光强值。

进一步地，所述组合分光棱镜包括第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜；其中，所述第一棱镜的入射面作为所述组合分光棱镜的入射面，所述第一棱镜的出射面与所述第二棱镜的入射面紧密连接在一起，所述第二棱镜的出射面与所述第三棱镜的入射面紧密连接在一起。

进一步地，所述主物镜的焦距为200mm，所述准直物镜的焦距为200mm，所述暗箱物镜的焦距为400mm。