本發(fā)明屬于分光測溫，特別是一種rgb三色分光測溫裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、目前，非接觸式光學(xué)測溫一般采用對熱源的紅外線直接測量的方法，分為熱堆法和紅外線直接響應(yīng)法。前者直接測量熱源的發(fā)熱強度，測量傳感器直接對準(zhǔn)熱源，越靠近越好，中間不能有阻擋熱量的物體；后者測量紅外線傳感器的光譜反應(yīng)，傳感器不需要靠近熱源，只要能將紅外線引導(dǎo)過來一樣可以測量，如采用彎曲的光纖引導(dǎo)紅外線等。前者適用于一般低溫領(lǐng)域，如人體測溫，后者適合工業(yè)高溫領(lǐng)域，如火焰測溫等。

2、采用單色紅外測溫時，由于引導(dǎo)的介質(zhì)不同、長度(距離)不同、觀測角度不同、傳感器零點不同等各種實際存在的工程差異，測量結(jié)果出入很大，在工程使用方面帶來了很多不便。此外，單色紅外測溫還存在一定的限制，例如需要必須使用紅外線傳感器等。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種rgb三色分光測溫裝置及方法，通過光譜前置分光技術(shù)，用分光棱鏡將被觀測光分為獨立的r、g、b三色光，再基于分成的r、g、b三色光，利用光電傳感器進行r、g、b三色光的電壓測量，相比較于現(xiàn)有技術(shù)，測量精度更高，不易受引導(dǎo)介質(zhì)和引導(dǎo)距離、測量角度的影響，且打破了必須使用紅外線傳感器的限制，解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種rgb三色分光測溫裝置。

4、一種rgb三色分光測溫裝置，包括rgb分光鏡頭、光電傳感器和數(shù)字處理器，其中：

5、rgb分光鏡頭，其用于將入射光線分成綠色光、蘭色光和紅色光，并將綠色光、蘭色光和紅色光從不同方向透出；

6、光電傳感器，其用于分別檢測不同方向的綠色光、蘭色光和紅色光對應(yīng)的電壓，將電壓傳輸至數(shù)字處理器；

7、數(shù)字處理器，其用于基于綠色光、蘭色光和紅色光中任意兩種光對應(yīng)的電壓的比值，計算出入射光線所屬的被測光源的溫度。

8、可選的，所述數(shù)字處理器還用于：

9、基于綠色光對應(yīng)電壓與蘭色光對應(yīng)電壓的比值與第一比色系數(shù)的乘積，結(jié)合rgb分光鏡頭零光源時的基準(zhǔn)溫度，計算出被測光源的溫度；

10、或者，基于紅色光對應(yīng)電壓與蘭色光對應(yīng)電壓的比值與第二比色系數(shù)的乘積，結(jié)合rgb分光鏡頭零光源時的基準(zhǔn)溫度，計算出被測光源的溫度；

11、或者，基于紅色光對應(yīng)電壓與綠色光對應(yīng)電壓的比值與第三比色系數(shù)的乘積，結(jié)合rgb分光鏡頭零光源時的基準(zhǔn)溫度，計算出被測光源的溫度。

12、可選的，所述rgb分光鏡頭包括取光骨架，所述取光骨架內(nèi)設(shè)置有rgb分光晶體，所述rgb分光晶體內(nèi)設(shè)置有分光膜，所述取光骨架上還設(shè)置有三個不同方向的取光孔。

13、可選的，所述取光骨架內(nèi)設(shè)置有容納槽，所述rgb分光晶體嵌套設(shè)置于容納槽內(nèi)部，所述容納槽與rgb分光晶體相適配。

14、可選的，所述取光孔均與容納槽相連通。

15、可選的，所述光電傳感器設(shè)置有三個，三個所述光電傳感器分別與三個不同方向的取光孔對應(yīng)設(shè)置。

16、可選的，三個所述取光孔分別沿取光骨架的前側(cè)和左右兩側(cè)設(shè)置。

17、可選的，所述rgb分光晶體內(nèi)的分光膜用于將入射光線分成綠色光、蘭色光和紅色光，并將綠色光投向前側(cè)、將紅色光和蘭色光投向左右兩側(cè)。

18、本發(fā)明第二方面提供了一種rgb三色分光測溫方法。

19、一種rgb三色分光測溫方法，包括以下步驟：

20、rgb分光鏡頭將入射光線分成綠色光、蘭色光和紅色光，并將綠色光、蘭色光和紅色光從不同方向透出；

21、光電傳感器分別檢測不同方向的綠色光、蘭色光和紅色光對應(yīng)的電壓，將電壓傳輸至數(shù)字處理器；

22、數(shù)字處理器基于綠色光、蘭色光和紅色光中任意兩種光對應(yīng)的電壓的比值，計算出入射光線所屬的被測光源的溫度。

23、可選的，所述數(shù)字處理器計算被測光源的溫度，具體公式為：

24、t＝t0+k1*(v2/v1)

25、或者：

26、t＝t0+k2*(v3/v1)

27、或者：

28、t＝t0+k3*(v3/v2)

29、其中，t0為rgb分光鏡頭零光源時的基準(zhǔn)溫度；k1、k2、k3分別為第一比色系數(shù)、第二比色系數(shù)和第三比色系數(shù)；v1為蘭色光對應(yīng)的電壓，v2為綠色光對應(yīng)的電壓，v3為紅色光對應(yīng)的電壓。

30、本發(fā)明具有以下有益效果：

31、1、本發(fā)明提供了一種rgb三色分光測溫裝置及方法，通過光譜前置分光技術(shù)，用分光棱鏡將被觀測光分為獨立的r、g、b三色光，再基于分成的r、g、b三色光，利用光電傳感器進行r、g、b三色光的電壓測量，基于綠色光、蘭色光和紅色光中任意兩種光對應(yīng)的電壓的比值，計算出入射光線所屬的被測光源的溫度，相比較于現(xiàn)有技術(shù)，測量精度更高，不易受紅外線引導(dǎo)介質(zhì)和引導(dǎo)距離、測量角度的影響，適合在工程使用中推廣。

32、2、本發(fā)明利用綠色光對應(yīng)電壓與蘭色光對應(yīng)電壓的比值、或者紅色光對應(yīng)電壓與蘭色光對應(yīng)電壓的比值、或者紅色光對應(yīng)電壓與綠色光對應(yīng)電壓的比值計算被測光源或者入射光線的溫度，實際測量中，僅需要獲取分光后兩種光的對應(yīng)電壓值即可計算出溫度值，操作非常方便。

33、3、本發(fā)明的rgb三色分光測溫裝置包括一個前端rgb分光鏡頭，和對應(yīng)于綠色g、蘭色b、紅色r的三個光電傳感器，構(gòu)成簡單，成本較低，適用于高溫環(huán)境觀測，如工業(yè)鍋爐的火焰觀測，可用于火焰的分光檢測、溫度測量、火焰動態(tài)特征檢測、ai特征檢測等。

34、4、本發(fā)明打破了現(xiàn)有技術(shù)中單色紅外測溫時必須使用紅外線傳感器的限制，rgb光電傳感器可采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)傳感器，避開了選擇特定光譜傳感器的困擾，開辟了一條標(biāo)準(zhǔn)化光學(xué)測溫的新路徑、新方法。

35、當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。

技術(shù)特征：

1.一種rgb三色分光測溫裝置，其特征在于，包括rgb分光鏡頭、光電傳感器和數(shù)字處理器，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的rgb三色分光測溫裝置，其特征在于，所述數(shù)字處理器還用于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的rgb三色分光測溫裝置，其特征在于，所述rgb分光鏡頭包括取光骨架，所述取光骨架內(nèi)設(shè)置有rgb分光晶體，所述rgb分光晶體內(nèi)設(shè)置有分光膜，所述取光骨架上還設(shè)置有三個不同方向的取光孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的rgb三色分光測溫裝置，其特征在于，所述取光骨架內(nèi)設(shè)置有容納槽，所述rgb分光晶體嵌套設(shè)置于容納槽內(nèi)部，所述容納槽與rgb分光晶體相適配。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的rgb三色分光測溫裝置，其特征在于，所述取光孔均與容納槽相連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的rgb三色分光測溫裝置，其特征在于，所述光電傳感器設(shè)置有三個，三個所述光電傳感器分別與三個不同方向的取光孔對應(yīng)設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的rgb三色分光測溫裝置，其特征在于，三個所述取光孔分別沿取光骨架的前側(cè)和左右兩側(cè)設(shè)置。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的rgb三色分光測溫裝置，其特征在于，所述rgb分光晶體內(nèi)的分光膜用于將入射光線分成綠色光、蘭色光和紅色光，并將綠色光投向前側(cè)、將紅色光和蘭色光投向左右兩側(cè)。

9.一種rgb三色分光測溫方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的rgb三色分光測溫方法，其特征在于，所述數(shù)字處理器計算被測光源的溫度，具體公式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種RGB三色分光測溫裝置及方法，涉及分光測溫技術(shù)領(lǐng)域。包括RGB分光鏡頭，用于將入射光線分成綠色光、蘭色光和紅色光，并將綠色光、蘭色光和紅色光從不同方向透出；光電傳感器，用于分別檢測不同方向的綠色光、蘭色光和紅色光對應(yīng)的電壓，將電壓傳輸至數(shù)字處理器；數(shù)字處理器，用于基于綠色光、蘭色光和紅色光中任意兩種光對應(yīng)的電壓的比值，計算出入射光線所屬的被測光源的溫度。本發(fā)明用分光棱鏡將被觀測光分為獨立的R、G、B三色光，再基于分成的R、G、B三色光，利用光電傳感器進行R、G、B三色光的電壓測量，相比較于現(xiàn)有技術(shù)，測量精度更高，不易受引導(dǎo)介質(zhì)和引導(dǎo)距離、測量角度的影響，且打破了必須使用紅外線傳感器的限制。

技術(shù)研發(fā)人員：丁衛(wèi)東
受保護的技術(shù)使用者：山東泰景電力科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2