[发明专利]一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置

说明书

本发明涉及一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置，属于光纤传感领域；包括待测金属壁、安装支架、耐高温光纤探头、特种传输光纤和解调终端；解调终端、特种传输光纤和耐高温光纤探头依次连接；安装支架套装在耐高温光纤探头的外壁；通过安装支架实现将耐高温光纤探头固定安装在指定位置，并通过安装支架实现对耐高温光纤探头角度的调整；耐高温光纤探头对准待测金属壁；本发明有效解决了高温狭窄区域非接触温度测量问题。

技术领域

本发明属于光纤传感领域，涉及一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置。

背景技术

辐射测温法是根据被测物体光谱信息来测量物体的温度，具有非接触、远距离、测温响应快、温度范围宽等优点。自然界一切温度高于绝对零度的物体都以电磁波的形式向外辐射能量，其特征信息(如能量强度、频谱分布)表现为温度的函数。辐射测温法通过收集测量目标辐射电磁波，提取特征信息，进而获取温度信息。

传统辐射测温装置主要是通过光学透镜，将辐射光信号成像于探测器像元处，转换为电信号进行测量。典型应用包括耳温枪、额温仪和工业非接触测温仪。需要指出的是，非接触辐射测温法要求测温装置探头(或光学镜头)与被测体具备“可视化”条件。而对于特种应用，如某航天器复杂结构内部壁温测量、钢厂某炉体狭长区域壁温测量等，仅当探头放置于高温区域时才能有效接收辐射信号。这对测量装置的耐温性能提出了较高要求。传统辐射测温装置由于采用光学镜头与电学元件集成化设计，难以满足85℃及以上耐温要求，限制了辐射测温装置的进一步应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置，有效解决了高温狭窄区域非接触温度测量问题。

本发明解决技术的方案是：

一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置，包括待测金属壁、安装支架、耐高温光纤探头、特种传输光纤和解调终端；解调终端、特种传输光纤和耐高温光纤探头依次连接；安装支架套装在耐高温光纤探头的外壁；通过安装支架实现将耐高温光纤探头固定安装在指定位置，并通过安装支架实现对耐高温光纤探头角度的调整；耐高温光纤探头对准待测金属壁。

在上述的一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置，

耐高温光纤探头：在高温环境下收集待测金属壁的辐射光信号；

安装支架：为耐高温光纤探头提供支撑，控制耐高温光纤探头的视场角度；

特种传输光纤：用于在高温环境下进行长距离传输，将耐高温光纤探头收集的光信号传输至解调终端；

解调终端：用于处理收集的辐射光信号，将辐射光信号转换为温度信息，并实现温度信息输出。

在上述的一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置，所述耐高温光纤探头和特种传输光纤满足高温环境要求，当耐高温光纤探头和特种传输光纤的工作温度小于300℃时，采用聚酰亚胺光纤；当工作温度小于850℃时，采用镀金光纤。

在上述的一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置，所述耐高温光纤探头采用耐高温光纤准直镜、耐高温光学透镜组合、球面光纤或垂直切割光纤中的一种。

在上述的一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置，所述耐高温光纤探头各部件均采用耐高温材料组成，且满足高温环境要求，采用蓝宝石、石英或高温合金材料。

在上述的一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置，所述特种传输光纤、安装支架、耐高温光纤探头支持特定角度弯曲安装，满足狭小空间特定角度视场需求。

在上述的一种基于特种光纤的高温狭窄环境非接触温度测量装置，所述解调终端采用强度法、比色法、多光谱法中的一种或组合方式进行辐射温度测量。