專(zhuān)利名稱(chēng)：熱管型輻射溫度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為輻射溫度測(cè)量的熱管型輻射溫度計(jì)。
現(xiàn)有的輻射溫度計(jì)不帶有熱管裝置。輻射探測(cè)器、濾光片尤其是干涉濾光片和前置放大器是輻射溫度計(jì)關(guān)鍵零部件，但它們極易受環(huán)境溫度影響，造成輻射溫度計(jì)的性能不穩(wěn)定，使溫度計(jì)的精度降低。由日本東京光學(xué)機(jī)械株式會(huì)社研制，經(jīng)日本國(guó)家計(jì)量局測(cè)試認(rèn)證可作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)用的單色放射溫度計(jì)，要求在恒溫室里工作，并列出了溫度系數(shù)。顯然，這種儀表應(yīng)用場(chǎng)合受到限制，只能在環(huán)境溫度變化非常小的場(chǎng)合使用，并且儀表需要按溫度系數(shù)進(jìn)行環(huán)境溫度修正，故儀表的精度提高也受限制。為了克服探測(cè)器受環(huán)境溫度的影響，英國(guó)Land紅外溫度計(jì)公司生產(chǎn)的精密工業(yè)用單波段溫度計(jì)及上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所的生產(chǎn)的WFH-602型紅外溫度計(jì)采用了溫度補(bǔ)償方案，即在前置放大器中安置了隨環(huán)境溫度變化的熱敏電阻，以抵消探測(cè)器受環(huán)境溫度影響所造成前置放大器輸出的變化。上述兩種方案存在不足之處(a)都不能對(duì)干涉濾光片進(jìn)行環(huán)境溫度補(bǔ)償，(b)在用熱敏電阻進(jìn)行環(huán)境溫度補(bǔ)償?shù)姆桨钢?，由于輻射探測(cè)器和前置放大器隨環(huán)境溫度的變化是非線性的，且離散性很大，故用熱敏電阻不能完全補(bǔ)償這些器件的溫度影響。意大利計(jì)量局研制的標(biāo)準(zhǔn)型輻射高溫計(jì)，將探測(cè)器置于恒溫器中，使探測(cè)器工作在恒溫狀態(tài)，而不受環(huán)境溫度影響。這種補(bǔ)償方案雖能提高研制儀表的精度，但仍不能消除濾光片受環(huán)境溫度影響。
本發(fā)明目的是提供一種不受環(huán)境溫度影響的高穩(wěn)定性的熱管型輻射溫度計(jì)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是將所有易受環(huán)境溫度影響的元器件，包括輻射探測(cè)器，濾光片和前置放大器置于均熱性極好的熱管中，熱管本身的溫度由置于其中的鉑熱電阻進(jìn)行檢測(cè)，并由溫控線路進(jìn)行控制。這樣，溫度計(jì)中易受溫度影響的器件與外界環(huán)境熱管隔離了，從而消除了這些器件的環(huán)境溫度影響。
本發(fā)明實(shí)施例結(jié)合附圖作詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1為熱管型輻射溫度計(jì)原理結(jié)構(gòu)圖;
圖2為熱管溫度控制線路圖。
由圖1所示，干涉濾光片29、探測(cè)器23、和前置放大器線路板21均安置在熱管32內(nèi)。來(lái)自被測(cè)目標(biāo)的輻射穿過(guò)保護(hù)窗1，由物鏡組3會(huì)聚，經(jīng)孔徑光欄7成象到通孔反光鏡8上。該儀表是調(diào)焦的。圖中2是調(diào)焦環(huán);4是物鏡座;5是儀表殼體;6是反光鏡，它將由通孔反光鏡8反射的來(lái)自被測(cè)目標(biāo)周?chē)墓夥瓷涞絻x表的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中去;9是轉(zhuǎn)象鏡;10是瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的鏡筒;11是場(chǎng)鏡;12是減光鏡，當(dāng)被測(cè)目標(biāo)溫度很高時(shí)，它可以減低因亮度太高而對(duì)眼睛的刺激;13是目鏡;14是目鏡調(diào)焦環(huán)，調(diào)節(jié)目鏡用的，以使儀表適應(yīng)不同的觀察者;15是保護(hù)片，防止外來(lái)灰塵進(jìn)入儀表;16為出瞳位置，人眼可以在出瞳位置觀察到被測(cè)目標(biāo)周?chē)跋蟮恼?。濾光片29前后裝有透鏡31和27，來(lái)自目標(biāo)本身的輻射，經(jīng)通孔反光鏡上的通孔而進(jìn)入熱管，經(jīng)聚光鏡31后變成平行光，以適應(yīng)干涉濾光片的要求。穿過(guò)干涉濾光片的平行光束由聚光鏡27會(huì)聚到探測(cè)器上，探測(cè)器產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)前置放大器放大后作為儀表的輸出，圖中的17是調(diào)節(jié)桿，當(dāng)被測(cè)溫度很高時(shí)，用它將減光孔撥入光路以減少入射到探測(cè)器上的能量，這樣可擴(kuò)展儀表的測(cè)溫范圍。18是電氣插座，19是儀表的后門(mén)，20是熱管的保護(hù)蓋，22為熱管的支座，24和25為消雜散光光欄，26為鎖緊螺釘，28為減光鏡，用于當(dāng)被測(cè)溫度太高時(shí)衰減外來(lái)光，33為熱管的保護(hù)外殼，在熱管內(nèi)裝有測(cè)量熱管溫度的探測(cè)器30，它可用鉑熱電阻或熱敏電阻或其它溫度敏感元件。該探測(cè)器與一個(gè)溫控線路相連接，溫控線路如圖2所示，Rt為鉑熱電阻，它與另外電阻R1、R2、R3組成橋路，橋路輸出經(jīng)運(yùn)算放大器A和O1及O2組成的復(fù)合晶體管與熱管加熱絲RW連接。當(dāng)熱管溫度偏離設(shè)定值時(shí)，橋路的偏差輸出量改變，經(jīng)運(yùn)算放大器A放大，再經(jīng)復(fù)合晶體管O1和O2進(jìn)行電流轉(zhuǎn)換后，流經(jīng)熱管加熱絲RW的電流改變，從而使熱管溫度維持在給定溫度上，一般，熱管的溫度被控制在40℃±0.1℃之內(nèi)。
由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案，溫度計(jì)的穩(wěn)定性大為提高，4臺(tái)定名為WFJ-01型高精度窄波段輻射溫度計(jì)的熱管型輻射溫度計(jì)樣機(jī)在金和鋁定點(diǎn)爐上經(jīng)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院測(cè)試表明，在10～12天的間隔中兩次測(cè)量值之間的變化最大為0.32℃，最小為0。該變化值已非常接近金和鋁定點(diǎn)爐給出的溫度不確定度(0.3℃)。這說(shuō)明，這種溫度計(jì)的穩(wěn)定性是非常滿意的。由于穩(wěn)定性提高，儀表的精度也明顯提高了，該儀表的精度達(dá)到了0.25～0.5%T，T為被測(cè)溫度的開(kāi)爾文值，這種溫度計(jì)經(jīng)中國(guó)有色金屬總公司中南工業(yè)大學(xué)測(cè)試分析中心試用，效果良好。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好，精度高，儀表調(diào)試方面只需簡(jiǎn)單的電路控制熱管的溫度即可，不需要再對(duì)儀表進(jìn)行環(huán)境溫度修正。
權(quán)利要求
1.一種熱管型輻射溫度計(jì)，其特征在于，將溫度計(jì)的所有或部分易受環(huán)境溫度影響的元器件包括輻射探測(cè)器、濾光片和前置放大器置于均熱性好的熱管之中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管型輻射溫度計(jì)，其特征在于，在熱管內(nèi)設(shè)置一個(gè)熱管溫度探測(cè)器，探測(cè)器和一個(gè)熱管溫控線路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱型管輻射溫度計(jì)，其特征在于，熱管溫度探測(cè)器為鉑電阻或熱敏電阻，鉑熱電阻Rt與電阻R1、R2、R3組成橋路，橋路輸出經(jīng)運(yùn)算放大器A和O1及O2組成的復(fù)合晶體管與熱管加熱絲RN連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管型輻射溫度計(jì)，其特征在于，所述的濾光片29前后裝有透鏡31和27，來(lái)自目標(biāo)本身的輻射，經(jīng)通孔反光鏡上的通孔而進(jìn)入熱管，經(jīng)聚光鏡31后變成平行光，穿過(guò)干涉濾光片的平行光束由聚光鏡27會(huì)聚到探測(cè)器上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種作為輻射溫度測(cè)量的熱管型輻射溫度計(jì)。本發(fā)明的特征是將所有易受環(huán)境溫度影響的元器件包括輻射探測(cè)器、濾光片和前置放大器置于均熱性極好的熱管中，熱管本身溫度由置于其中的溫度探測(cè)器檢測(cè)，由溫控線路控制。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好，精度高，儀表調(diào)試只需要簡(jiǎn)單的電路控制熱管溫度，不需要再對(duì)儀表進(jìn)行環(huán)境溫度修正。采用本發(fā)明技術(shù)方案制成的溫度計(jì)經(jīng)試用效果良好。
文檔編號(hào)G01J5/24GK1087423SQ92108639
公開(kāi)日1994年6月1日 申請(qǐng)日期1992年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月23日
發(fā)明者姜世昌, 陳出新, 沈策, 趙志 申請(qǐng)人:機(jī)械電子工業(yè)部上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所