[发明专利]非接触式有源温度传感器

权利要求书

1.一种用于非接触式测量远距离表面温度的传感系统的组合，其特征在于包括：

传感器壳体装置，具有一光通道，允许对应于预定频率范围的经过所述壳体的热辐射耦合；

传感器组件装置，在所述传感器壳体内，通过所述光通道接收热辐射，所述组件装置包括一暴露于所述热辐射的辐射元件和一补偿元件，各自单独安装在分开的基板上，彼此由一低热导率的阻挡物热隔离，辐射元件和补偿元件被各自连接到分开的温度控制装置，以便分开控制元件的温度，所述温度控制装置连接到所述辐射元件，产生一对应于所述远距离表面和所述辐射元件之间辐射热通量的信号。

2.如权利要求1的系统，其特征在于，所述远距离表面与所述辐射元件光耦合，而与所述补偿元件光隔离。

3.如权利要求2的系统，其特征在于，进一步包括一信号处理装置，将所述辐射热通量转换成所述远距离表面的温度读数。

4.如权利要求2的系统，其特征在于，所述补偿元件在光学上暴露于所述壳体的内反射面。

5.如权利要求2的系统，其特征在于，所述辐射元件在工作波段长具有高辐射率的暴露表面。

6.如权利要求2的系统，其特征在于，所述补偿元件基板和辐射元件基板保持在大约相同的温度。

7.如权利要求2的系统，其特征在于，所述补偿元件和辐射元件各进一步包括一电阻加热器。

8.如权利要求7的系统，其特征在于，所述辐射元件和所述补偿元件的所述电阻加热器由响应于各个元件温度的温度控制电路使其工作。

9.如权利要求8的系统，其特征在于，所述温度控制装置进一步包括用于所述辐射和补偿元件两者的热传感器。

10.如权利要求9的系统，其特征在于，所述热传感器和所述电阻加热器置于所述辐射元件基板的相对侧。

11.如权利要求9的系统，其特征在于，所述热传感器和所述电阻加热器置于所述补偿元件基板的相对侧。

12.如权利要求2的系统，其特征在于，所述辐射元件和补偿元件各自安装在由充气空间隔开的独立基板上。

13.如权利要求12的系统，其特征在于，辐射元件基板具有低的热导率。

14.一种用于确定一远距离对象温度的装置，包括：

一辐射传感器组件，包括第一传感器元件和第二传感器元件，所述第一和第二传感器元件由一低热导率的阻挡物隔离，这样，两元件实质上是被热隔离的；

一传感器壳体装置，用于容纳所述辐射传感器组件，所述壳体包括一红外辐射通道，其取向允许与第一传感器元件作红外辐射沟通，并阻止所述第二传感器元件与壳体外部的辐射源之间的红外辐射沟通；

所述传感器壳体装置进一步提供一种环境，这样所述第一和所述第二传感器元件响应于环境条件有着基本等同的传导和对流热通量。

15.如权利要求14的装置，其特征在于，所述第一和所述第二传感器元件分别包括第一和第二各自受控的加热器元件。

16.如权利要求14的装置，其特征在于，所述第一和第二传感器元件分别安装在分开的基板装置上。

17.如权利要求16的装置，其特征在于，所述第一基板装置与所述第二基板装置分开，以基本上阻止其间的热传递。

18.如权利要求14的装置，其特征在于，所述第一传感器元件进一步包括多个电阻层，其间夹有电绝缘层。

19.如权利要求15的装置，其特征在于，进一步包括用于控制所述第一和第二加热器元件的温度补偿电路。

20.如权利要求19的装置，其特征在于，所述第一和第二传感器元件分别包括与之热耦合的第一和第二温度传感器装置。

21.如权利要求20的装置，其特征在于，所述温度补偿电路从所述温度传感器装置接收温度信号，并将这些信号与参考信号比较以提供补偿输出信号，所述输出信号包括对所述第一和第二传感器元件中的所述加热器元件的第二输出和对所述第一传感器元件中的第三加热器元件的第一输出。

22.如权利要求21的装置，其特征在于，所述第一输出对应于所述第一传感器元件的辐射热通量值。