[发明专利]高温烟气流下受热面温度场测量装置及方法

摘要

本发明涉及高温烟气流下受热面温度场测量装置及方法：装置包括一双光路内窥镜头(2)、一红外CCD(3)、一管状密闭冷却壳体(1)，用于所述保护双光路内窥镜头和红外CCD相机，其将双光路内窥镜头和红外CCD相机完全包覆，壳体前端留有双光路内窥镜头进光口、壳体上还设有压缩空气入口和相机电源线和数据线接头；中心波长分别为λ1和λ2的两滤光片(41、42)，用于过滤其他波段的杂光，安装在双光路内窥镜头与红外CCD相机的光敏部件之间；电脑(5)，内嵌温度测量软件，将红外CCD相机采集得到的图像信息转化为温度信息。本发明镜头内无需滤光轮转动装置，减少了振动对成像的影响；只需要一个CCD相机实现双波长测温，克服了两个相机带来的时间难同步问题。

主权项

1.一种高温烟气流下受热面温度场测量装置，其特征在于包括：一双光路内窥镜头(2)，用于收集来自视场的辐射能量，其含依次连接的红外窗口(21)、孔径光阑(22)、物镜(23)、分光棱镜(24)、反射镜组(25)、目镜(26)和视场光阑(27)；一红外CCD相机(3)，用于采集所述双光路内窥镜头所成的图像；两滤光片(4)，用于过滤其他波段的杂光，安装在双光路内窥镜头与红外CCD相机的光敏部件之间；一管状密闭冷却壳体(1)，用于保护所述的双光路内窥镜头和红外CCD相机，其将双光路内窥镜头和红外CCD相机完全包覆，壳体前端留有双光路内窥镜头进光口、壳体上还设有压缩空气入口和相机电源线和数据线接头；一电脑(5)，用于计算视场内的温度分布，它内嵌温度测量软件，将红外CCD相机采集得到的图像信息转化为温度信息；所述的双光路内窥镜头和滤光片的具体布置为：所述的分光棱镜(24)中的透反面与镜头主光轴呈45度角倾斜于光路，将入射光束一分为二：一路被反射与镜头主光轴呈90度出射、一路沿入射光束方向出射，所述的反射镜组(25)共有7块反射镜，将反射光束和透射光束变为平行且相邻的两束光投射到所述的目镜(26)上；所述的反射镜组(25)7块反射镜的具体布置为：第一反射镜(251)布置在分光棱镜(24)正上方，将分光棱镜(24)的反射光束顺时针折射90度，并保证反射光束不会被第三反射镜(253)遮挡；第二反射镜(252)布置在与第一反射镜(251)等高的位置上，将经第一反射镜(251)折射的反射光束再顺时针折射90度；第三反射镜(253)布置在第二反射镜(252)的正下方，且其下缘在镜头主光轴上，将经第二反射镜(252)折射的反射光束逆时针旋转90度投射至目镜(26)；第四反射镜(254)布置在分光棱镜(24)等高的位置上，将透射光束顺时针折射90度；第五反射镜(255)布置在第四反射镜(254)的正下方，第四反射镜(254)与第五反射镜(255)的距离应等于第一反射镜(251)与分光棱镜(24)透反面的距离，它将经第四反射镜(254)折射的透射光束逆时针折射90度；第六反射镜(256)布置在第五反射镜(255)的等高位置上，且位于第二反射镜(252)的正下方，将经第五反射镜(255)折射的透射光束再逆时针折射90度；第七反射镜(257)布置在第六反射镜(256)的正上方，其上缘在镜头主光轴上，将经第六反射镜(256)折射的透射光束顺时针折射90度透射至目镜；所述的两滤光片波长不同，第一滤光片的波长为λ1、第二滤光片的波长为λ2，其中第一滤光片(41)、第二滤光片(42)分别对应第七反射镜(253)、第三反射镜(257)透过目镜和视场光阑的反射和透射光束。