[发明专利]一种THz被动辐射测温装置

说明书

本发明公开了一种THz被动辐射测温装置，包括太赫兹能量采集模块，用于采集被测高温源发射的太赫兹，并根据太赫兹提取太赫兹频域特征峰值，高分辨可见光安装偏角检测模块，用于检测THz被动辐射测温装置在安装过程中产生的偏角，距离检测模块，用于测量THz被动辐射测温装置与被测高温源之间的直线距离，多源融合算法处理模块，用于接收太赫兹频域特征峰值、偏角以及直线距离，并根据太赫兹频域特征峰值、偏角以及直线距离，获得被测高温源温度值，解决了现有非接触式测温装置在复杂恶劣环境下对高温物体温度检测精度低的技术问题，巧妙利用太赫兹波穿透性强的特点，在保证复杂环境中还能接受到太赫兹信号，从而对被测高温源进行精确测温。

技术领域

本发明主要涉及测温技术领域，特指一种THz(TeraHertz太赫兹)被动辐射测温装置。

背景技术

太赫兹波是一种波长在0.1-10THz、介于微波与红外之间的电磁波。它在生物医疗、安防检测、信息通信上有着巨大的应用前景。目前常用对太赫兹波处理的有太赫兹光谱系统，它是一种相干探测，获得太赫兹脉冲的振幅和信息，通过对时间波形进行傅里叶变化能够得到太赫兹发射源的能量强度等信息。对于处于高温状态下的物体，会不断辐射出太赫兹波，通过对这些太赫兹波的收集并分析能量强度，能反映出被测物体真实温度，又由于太赫兹波对很多材料有着穿透效应，这为太赫兹检测复杂环境中高温物体温度提供了理论基础。

对于现有对高温物体的温度的测量，如热电偶测温，它是一种接触式测温设备，通过设备两端导体或半导体由于温度不同，在回路中产生电动势，并对电动势测量与分析得到被测物体温度。这种检测方法能够较为精确的检测被测物体的温度，但由于检测需要与被测物体直接接触，这对热电偶的损伤的永久的，故而热电偶测温是一次性的，无法测量到连续区间段温度。针对无法连续测温的问题，红外测温基于将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号并计算的原理，将红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可确定物体的温度。红外测温装置虽然可以非接触监测高温物体温度，节省维护成本和人力成本，但对于复杂环境下，如有遮挡情况，便其无法精确得到实时的温度数据。由于太赫兹波穿透性强的特点，在保证复杂环境中还能接受到太赫兹信号并进行精确测温，同时具有非接触的特点，这对于高温物体复杂环境内的测温具有重要意义。

专利申请公布号CN109443553发明专利是一种基于巡检机器人的红外测温方法，其原理是采用巡检机器人对待测温部件进行红外图像采集，随后将采集的红外图像与预先构建的设备标准图像进行比对，从而识别出待测温部件是何种设备部件，并将测得的温度打上标注。但是，该方法实质上仍是通用的红外测温方法，仅增加了识别功能，使之能对待测温设备自动贴上温度标签，但是该方法的实验环境良好，无粉尘干扰，难以应用于具有复杂环境的高温物体检测。

专利申请公布号CN106636514发明专利是一种大型高炉铁水温度在线测量装置与方法，其主要是通过计算的方法确定测温的时机，来应对出铁口堵口、暂停出铁等生产状况，通过机械信息装置实现在合适时间自动对出铁口铁水测温。但其测温原理仍为普通热电偶测量，无法避免铁水损坏测温部件的问题，也无法达到对高温物体实时连续测温的目的。

专利公布号CN107941357发明专利是一种铁水温度测量方法及其装置。其通过制造耐火体并将用于测量铁水温度的热电偶插入到耐火体中，在需测温时将内含热电偶的耐火体浸渍到待测铁水中，以连续测量铁水温度。该方法实质上是给热电偶套上保护层，以避免热电偶在铁水中受到损伤，然而由于耐火体的包覆隔绝作用，铁水与热电偶不直接接触，铁水的热量经由耐火体的传导至热电偶产生了较大的损耗，温度所测值准确度较低，同时也无法满足对铁水温度实时连续测量的要求