本技術(shù)涉及輻射測溫設(shè)備，具體涉及一種基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、輻射測溫是一種非接觸式測溫方法，具有高速、高精度等特點?，F(xiàn)有的輻射測溫儀一般由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理電路等部分組成，光學(xué)系統(tǒng)匯集其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，紅外輻射能量聚焦在光電探測器上轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路轉(zhuǎn)換為被測目標(biāo)的溫度值，以此實現(xiàn)被測目標(biāo)溫度的測量。

2、然而，由于輻射測溫儀在進(jìn)行測溫時，周圍溫度的變化對輻射能量影響較大，即紅外輻射能量隨溫度的變化動態(tài)范圍極為劇烈，使用常規(guī)較短波長的輻射測溫儀根本無法滿足數(shù)千至數(shù)萬倍的大動態(tài)測溫范圍的需求。舉例而言，對于900nm中心波長的信號光，1000度時的輻射強度與200度時的輻射強度相差九個數(shù)量級，因而對后續(xù)的電路設(shè)計帶來巨大的負(fù)擔(dān)，同時也會引入各種器件噪聲，帶來精度損失、動態(tài)范圍限制等諸多問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的在于提供一種基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，主要解決現(xiàn)有的輻射測溫儀選用較短的波長進(jìn)行測溫時，無法滿足大動態(tài)范圍測溫需求的技術(shù)問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案為：

3、一種基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，其特殊之處在于：

4、包括依次連接的光學(xué)模塊、采集模塊及計算模塊；

5、所述光學(xué)模塊包括集光單元和分光單元；所述集光單元用于接收目標(biāo)物輻射的光信號；所述分光單元的一端為公共端，另一端為分支端，其中，公共端與集光單元的輸出端耦合連接；分支端由n股光纖束組成，且n≥2，每股光纖束分別包括若干根光纖；

6、所述采集模塊包括m個光電探測器，其中n≥m≥2；每個光電探測器分別與n股光纖束中的其中一股連接，用于采集經(jīng)集光單元及對應(yīng)的光纖束輸送的光信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸送至計算模塊；

7、所述計算模塊用于對接收到的電信號進(jìn)行計算，獲取目標(biāo)物的溫度值。

8、進(jìn)一步地，所述集光單元為光導(dǎo)管或者光學(xué)鏡頭。

9、進(jìn)一步地，還包括分別設(shè)置在m個光電探測器的輸入端且與每個光電探測器一一對應(yīng)的m個濾波片，每個濾波片的工作波長范圍相同。

10、進(jìn)一步地，還包括分別設(shè)置在m個光電探測器的輸入端且與每個光電探測器一一對應(yīng)的m個濾波片，當(dāng)m≥3時，至少一個濾波片的工作波長范圍與其它濾波片的工作波長范圍不同，且至少有兩個濾波片在同一波長范圍內(nèi)。

11、進(jìn)一步地，所述濾波片為帶通濾波片。

12、進(jìn)一步地，還包括一個指示光源，指示光源與n股光纖束中未連接光電探測器的一股光纖束連接，指示光源發(fā)出的指示光經(jīng)對應(yīng)的光纖束及集光單元后到達(dá)目標(biāo)物表面，用于輔助瞄準(zhǔn)。

13、進(jìn)一步地，每股光纖束中光纖的材質(zhì)為石英、多組分玻璃或者塑料；

14、所述m個光電探測器的種類全部相同，或者全部不同，或者部分相同部分；

15、所述光導(dǎo)管的材質(zhì)為藍(lán)寶石或者石英。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

17、1、本實用新型基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，通過對分光單元中的每股光纖束，按照設(shè)計需要分配對應(yīng)數(shù)量的光纖，從而將同一束信號光分成n路能量差距很大的支路并分別由光電探測器接收，最后經(jīng)計算模塊計算得到目標(biāo)物的溫度值，該分光的方式極大地擴大了輻射測溫系統(tǒng)的能量動態(tài)范圍，從而顯著提高了溫度量程。

18、2、本實用新型基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，還可根據(jù)需要設(shè)置一個指示光源，便于目標(biāo)物的輔助瞄準(zhǔn)，提高了測量的效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種基于光纖分光的大動態(tài)范圍輻射測溫系統(tǒng)及測溫方法，主要解決現(xiàn)有輻射測溫儀選用較短的波長進(jìn)行測溫時，無法滿足大動態(tài)范圍測溫需求的技術(shù)問題。該輻射測溫系統(tǒng)包括依次連接的光學(xué)模塊、采集模塊及計算模塊；光學(xué)模塊包括集光單元和分光單元；所述集光單元用于接收目標(biāo)物反射的光信號；所述分光單元的一端為公共端，另一端為分支端，其中，公共端與集光單元的輸出端耦合連接；分支端由n股光纖束組成，且n≥2，每股光纖束分別包括若干根光纖；采集模塊包括m個光電探測器，其中n≥m≥2；每個光電探測器分別與n股光纖束中的其中一股連接，用于采集經(jīng)集光單元及對應(yīng)的光纖束輸送的光信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸送至計算模塊。

技術(shù)研發(fā)人員：方笑塵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安和其光電科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231229
技術(shù)公布日：2025/1/2