[实用新型]多色比色温度仪

说明书

本实用新型为一种温度仪

温度仪是一种测量温度的设备。如何在结构上进行改进，提高无接触测温的精度，满足恶劣环境的在线检测和克服光路上水蒸汽等的干扰，一直是科技界和产业界十分关心的问题。如《红外与毫米波学报》1998年6月第三期第221-225页的文章“多光谱辐射测温的理论研究”指出，利用多光谱法可以测到辐射体的真实温度。实际上多光谱测温仍处于实验阶段。美国IRCON公司对测温设备附加了水冷或风冷等装置，防止高温环境使电子元器件失效。为了克服水蒸汽、烟雾和粉尘的干扰，IRCON公司又在光路上增加了吹拂管等部件。这些措施不仅增加测温仪的体积和重量，使用极不方便，在线测温中也难长期可靠的使用。

本实用新型针对上述现有技术中存在的不足，提出一种带光纤的多色比色测温结构，改进了辐射测温的精度，能够满足恶劣环境中的在线检测和较好地克服光路上水蒸汽、烟雾及粉尘的干扰，并且简化了测量设备和减轻了重量。

本实用新型所说的温度仪由五部分组成：光学镜头(1)、单根长光纤(2)、光栅与棱镜复合的分色装置(3)、内调制光敏线列(4)和信号处理系统及显示(5)。具体结构阐述如下：

附图1：多色比色温度仪总体结构

附图2：光栅与棱镜复合的分色装置

本实用新型的具体结构是：光学镜头(1)后接单根长光纤(2)。根据现场需要，光纤长度可从数十米至数百米。光纤末端紧接分色装置(3)，它包括入口处的凸透镜(6)，使光纤的出射光变为平行光后投射到光栅(7)上，经棱镜(8)变成色散了的出射光，又通过一凸透镜(9)聚焦到内调制光敏线列(4)上。聚焦的色散光成为色带落到线列的光敏面上，因此光敏线列中的每个光敏管将检测出某一带宽和中心波长各异的光束，实现了多个波长的检测，为多色比色测温提供了信号。

本实用新型结构多色比色测温原理如下：

用两色比色测温，有 T C = T 12 1 - T 12 ln ( ϵ 1 ϵ 2 ) / C 2 ( 1 λ 1 - 1 λ 2 ) . . . . . . . . ( 1 ) ]]>T_C是辐射体真实温度，在实时测量中T₁₂是可以测出的，C₂是普朗克第二常数，λ₁和λ₂是预先知道的两个波长。若ε₁和ε₂非常接近，即趋于0，则测出的比色温度T₁₂是非常靠近真实温度T_C的。除了灰体外，ε₁和ε₂一般都是波长及辐射体温度的函数，因而不可能等于0，真实温度T_C常常难以测到。