黑體腔輻射式光纖傳導高溫測量儀的製作方法

2024-01-29 02:13:15

專利名稱：黑體腔輻射式光纖傳導高溫測量儀的製作方法
技術領域：
本實用新型是屬輻射式高溫測量儀。
目前，高溫測量主要是採用熱電偶溫度計和紅外輻射溫度計，熱電偶屬接觸式測溫儀表，其精度和準確度基本上能滿足工業生產的需要，但由於熱電偶在高溫環境下，抗化學腐蝕性能差，容易損壞，成本也高。紅外輻射高溫計屬非接觸測量溫儀表，它是用光學系統接收高溫物體的輻射能，根據黑體輻射原理進行測定物體溫度的，其響應速度快。但由於高溫物體的輻射係數，背景輻射的大小，甚至光路中環境光的變化，空氣中的溫度，都影響其測量的準確度，因此其測量的誤差較大。
用蘭寶石光纖做成的高溫計可準確測量出高溫物體的溫，但蘭寶石光纖拉制困難，纖長受到限制，而且成本高。利用光纖束也可達到測量高溫物體的溫度的目的，但光纖束成本較高，同時不易作長，不能遠傳。
本實用新型的目的是提供一種新型黑體輻射式光纖傳導高溫測量儀，用光纖的傳光性能和靈巧加工方便的特點，製作出能較好地應用於各種工業現場的高溫測量。該儀器具有測量準確度高、結構簡單、價格低廉特點。
本實用新型優點在於結構簡單、容易實施，測量精度高，壽命長，是工業生產中理想的測溫儀表，具有極大的經濟效益。
本實用新型的基本原理是依據黑體輻射理論，即處於某一溫度的腔體，都會向外輻射能量，其能量的大小隨波長的分布滿足普朗克定律，也就是通過檢測黑體腔的輻射能(用單波長法或雙波長比色法)即可測得腔體的溫度，也就可得之與腔體處於熱平衡的溫場的溫度。
本實用新型的具體結構以下的其附圖給出。


圖1黑體輻射式光纖傳導高溫測量儀結構示意圖。
圖2測溫示意圖。
1—腔體，2—連接套，3—光纖插座，4—螺帽，5—光欄系統，6—金屬軟管連接螺絲，7—光纖，8—γ型分路器，9—光電轉換元件，10—數字顯示器耐溫材料(陶瓷、金屬陶瓷等)製成的封閉長管型腔體1，其腔體尾部開口端有一個或多個光欄組成的光欄系統5，其內壁塗有吸收紅外光的物質，消除非信號光，以提高測量精度。再用光纖7接收腔體的輻射能並遠傳，光纖Y型分路器8將光能分為兩部分，再用光電轉換元件9和放大濾波、數顯電路10計算並顯示溫度。
測量時將腔體置於待測溫場中，並與之達到熱平衡，腔體的輻射能經光欄系統濾掉腔體較低溫度的輻射能後，用光纖接收並遠傳，經光經Y型分路器把輻射能分為兩部，分別經不同敏感波長的光電轉換元件變為電信號，依據輻射原理可用任一路光電信號確定溫場度，也可用兩路光電信號的比值確定溫場溫度。
本實用新型利用了光纖傳光的特點，將黑體輻射能遠傳至儀表室，使光電轉換元件處於相對穩定的室溫中，因此其探測靈敏度穩定，測量精度高。
權利要求1.一種黑體腔輻射式光纖傳導高溫測量儀，其特徵在於以黑體腔1作為感溫元件和光輻射源，用光纖7耦合接收並遠傳腔體的輻射能，經光纖Y型分路器8將光分成兩路經光電轉換元件9進行放大濾波後送入顯示電路10進行溫度顯示。
2.根據權利要求1所述的黑體腔輻射式光纖傳導高溫測量儀，其特徵在於腔體1的開口端有一光欄系統5，它可以是一個光欄或多個光欄組成的光欄組，其內壁塗有吸收紅外光的物質。
專利摘要一種黑體輻射測溫儀，屬輻射式高溫測量領域，該儀器以黑體空腔作為感溫元件和光輻射源，用光欄系統消除腔體低溫端的光輻射，用光纖耦合接收並遠傳腔體的輻射能，用光纖Y形分路將光分成兩路，分別與兩個敏感波長不同的光電轉換元件相連，並轉換為電信號，經濾波放大後用單波長法或比值波確定溫場溫度並數顯。此儀器具有結構簡單測量精度高，可遠傳，使用方便，價格低廉等特點，是代替熱電偶的理想測溫儀表。
文檔編號G01J5/00GK2225036SQ94224749
公開日1996年4月17日 申請日期1994年7月26日 優先權日1994年7月26日
發明者程家騏, 黃明德, 田建偉 申請人:武漢工業大學