The invention proposes a temperature measuring device, system and method based on light radiation. The device includes: an optical radiation equalization device, which is configured to receive the light radiation of the object to be measured, divide it into the first and the second light radiation, and emit it along the first and second paths respectively; the first and second filter elements arranged on the first and second paths are arranged to receive the first and second light radiation respectively, and filter it into the light with the first and second wavelengths; The first and second detection devices arranged on the first and second paths are configured to receive and convert light with the first and second wavelengths into corresponding first and second photoelectric signal parameters, respectively; the temperature determination device is configured to receive the first and second photoelectric signal parameters, and to determine the pairs to be measured according to the predetermined relationship between the first and second photoelectric signal parameters and temperature. The temperature of the image. The invention greatly improves the accuracy of temperature measurement, is convenient to use and has wide application range.
【技术实现步骤摘要】
基于光辐射的测温设备、系统及方法
本专利技术涉及测温领域，特别涉及一种基于光辐射的测温设备、系统及方法。
技术介绍
在航空航天、冶金及汽车制造业等领域，常常需要对待测对象以及各种在线工件进行快速、实时监控，以最大限度地减少事故隐患、提高产品的安全性能及其质量。沿用传统的接触式测温仪进行测量，虽然精度高，但必须使探测器接触待测对象。可是在某些特殊的场合下(如对发动机燃烧室及高温炉中的火焰进行测温时)无法使用接触式测温仪，由此产生了非接触式测温方法。红外测温方法就属于一种非接触式测温方法，该方法通过检测物体表面发射的能量来测量温度，具有测温范围广、响应速度快和不明显破坏测温度场等特点，被广泛应用于工业各个方面。红外测温方法主要基于黑体辐射理论，而黑体是个理想化的物理模型，而自然界中实际存在的物体(测温对象)，其吸收能力及辐射能力都比黑体小，称为灰体。根据普朗克辐射定律，一个绝对温度为T的黑体，单位表面积在波长λ1、λ2(λ1的附近单位波长)的间隔内向整个半球空间发射的辐射功率(简称光谱辐射度)为E0(λ，T)，而灰体的光谱辐射能量的计算公式为：E(λ，T)＝ε(λ，T...
【技术保护点】
1.一种基于光辐射的测温设备，其特征在于，包括：空间光调制器，配置为根据预定控制将接收到的待测对象的光辐射等分为第一光辐射和第二光辐射，并使第一光辐射沿第一路径射出、第二光辐射沿不同于第一路径的第二路径射出；所述空间光调制器为数字微镜器件，所述数字微镜器件包括多个微镜和与所述多个微镜对应的多个转动铰链，各个转动铰链根据所述预定控制将各个微镜向预设方向翻转，使得所述多个微镜中的一半微镜将接收到的待测对象的一半的光辐射沿第一路径射出，所述多个微镜中的另一半微镜将接收到的待测对象的另一半的光辐射沿不同于第一路径的第二路径射出；布置在所述第一路径上的第一滤光元件，配置为接收所述第一...
【技术特征摘要】
1.一种基于光辐射的测温设备，其特征在于，包括：空间光调制器，配置为根据预定控制将接收到的待测对象的光辐射等分为第一光辐射和第二光辐射，并使第一光辐射沿第一路径射出、第二光辐射沿不同于第一路径的第二路径射出；所述空间光调制器为数字微镜器件，所述数字微镜器件包括多个微镜和与所述多个微镜对应的多个转动铰链，各个转动铰链根据所述预定控制将各个微镜向预设方向翻转，使得所述多个微镜中的一半微镜将接收到的待测对象的一半的光辐射沿第一路径射出，所述多个微镜中的另一半微镜将接收到的待测对象的另一半的光辐射沿不同于第一路径的第二路径射出；布置在所述第一路径上的第一滤光元件，配置为接收所述第一光辐射，并将接收到的第一光辐射过滤为波长为第一波长的光；布置在所述第二路径上的第二滤光元件，配置为接收所述第二光辐射，并将接收到的第二光辐射过滤为波长为第二波长的光；布置在第一路径上的第一点探测器，配置为接收波长为第一波长的光并将其转换为相应的第一光电信号参量；布置在第二路径上的第二点探测器，配置为接收波长为第二波长的光并将其转换为相应的第二光电信号参量；布置在所述第一路径上、位于所述第一点探测器与所述空间光调制器之间的第一会聚元件，所述第一点探测器位于所述第一会聚元件的光焦点处；布置在所述第二路径上、位于所述第二点探测器与空间光调制器之间的第二会聚元件，所述第二点探测器位于所述第二会聚元件的光焦点处；温度确定装置，配置为接收来自所述第一点探测器和第二点探测器的所述第一和第二光电信号参量，并根据所述第一和第二光电信号参量与温度的预定关系确定出所述待测对象的温度。2.根据权利要求1所述的测温设备，其特征在于，所述温度确定装置根据如下的所述预定关系确定待测对象的温度：T＝B’/ln(X/A’)其中，X＝E1(T)/E2(T)，A’、B’为预设系数，T为所述待测对象的温度，E1(T)为所述第一光电信号参量，E2(T)为所述第二光电信号参量。3.根据权利要求1或2所述的测温设备，其特征在于，包括：控制元件，配置为根据预定输入对所述空间光调制器进行上述预定控制。4.根据权利要求1所述的测温设备，其特征在于，所述测温设备还包括：布置在所述第一路径上、位于所述第一点探测器与所述空间光调制器之间的第一光强衰减元件，和布置在所述第二路径上、位于所述第二点探测器与空间光调制器之间的第二光强衰减元件。5.根据权利要求4所述的测温设备，其特征在于，所述第一滤光元件和所述第二滤光元件为中心波长相差至少10nm的第一窄带滤光片和第二窄带滤光片，所述第一窄带滤光片和第二窄带滤光片的半高宽参数至少为10nm。6.根据权利要求5所述的测温设备，其特征在于，所述光电信号参量包括光子数、电流值、电压值、电阻值中任意一种。7.根据权利要求6所述的测温设备，其特征在于，所述光辐射为红外波段的光辐射。8.根据权利要求7所述的测温设备，其特征在于，所述第一和第二点探测器选自近红外、中远红外、远红外波段的外光电效应探测器组、内光电效应探测器组、强光探测器组和弱光探测器组中的任意一种，其中，所述外光电效应探测器组包括：雪崩二极管、真空光电管、充气光电管、光电倍增管、变像管、像增强器、摄像管；所述内光电效应探测器组包括：本征型光电导探测器、掺杂型光电导探测器、光磁电效应探测器、光生伏特探测器；所述强光探测器组包括：内置或者外置有模数转换器的强光探测器；所述弱光探测器组包括：内置或者外置有计数器的弱光探测器。9.一种基于光辐射的测温系统，其特征在于，包括：如权利要求1-8中任一项所述的基于光辐射的测温设备以及定标装置，所述定标装置包括温度可调节的基准光源，所述基准光源配置为在一个定标阶段中，将调节成的不同温度的光辐射射向所述空间光调制器，由所述空间光调制器将接收到的光辐射等分为第一光辐射和第二光辐射，使第一光辐射沿第一路径射出、第二光辐射沿不同于第一路径的第二路径射出，以获取多个第一和第二光电信号参量，并根据所述不同温度与所述第一和第二光电信号参量的计量值，根据Ed1(Tdi)/Ed2...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞文凯，赵清，葛墨林，翟光杰，刘雪峰，姚旭日，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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