一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定方法及装置，包括黑体辐射仪和红外测温模块，还包括三轴调节机构和系统整体微调装置，所述系统整体微调装置用于对三轴调节机构进行微调，所述三轴调节机构上设置有旋转测试槽和控制电机，其标定方法包括包括如下步骤：S1，将黑体辐射仪固定并设置好温度；S2，摆放待标定红外测温模块，旋转测试槽同时安装10只待标定的红外测温模块，待第一只标定结束后，通过控制电机旋转调整位置，接着标定第二只，以此类推，测定过程中，冷却装置对红外测温模块进行降温。本发明专利技术，可以测试多只红外测温模块，极大的提高效率，同时也增加了红外测温模块标定的一致性，排除测试过程中的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定方法及装置
本专利技术涉及红外测温
，具体为一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定方法及装置。
技术介绍
红外测温的测温原理是黑体辐射定律，众所周知，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体的向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强。钢铁工业是国家的基础工业。钢水温度连续测量是提高钢铁冶炼自动化水平的前提，是保证钢材质量、提高效率、降低能耗的关键。但是现在消耗型快偶间断测温无法实现连续测温。近年来发展的热辐射连续测温法由于其不与钢水直接接触，可大大降低高温腐蚀损坏的风险受到广泛关注，但仍存在着响应时间过长，测温的关键红外传感器完全依赖进口，连线和数据采集复杂、安装繁琐等问题。红外大温区、长距离、高精度高温传感器在高温熔炼炉监测等领域的示范应用，将为我国提升高温熔炼制造水平、促进产品升级换代提供关键技术。炼钢时温度对钢的品质影响很大，因此炼钢厂在使用的红外测温模块时对精度和分辨率，测量温度范围要求很高，在600℃～1600℃、测温误差≤±0.5％、工作温度范围0～120℃、功耗≤100mW；测量距离要求1m；长距离的限制决定了红外测温传感器的测量方向也十分重要。而红外测温模块要想满足这么高的要求，需要对每个温度点进行标定，来拟合温度与输出信号曲线并对每个温度点做补偿，储存并记录。因此，现场去炼钢厂现场标定是不现实的。而针对该种红外测温传感器的特性设计一种高精度红外测温装置十分有必要。传统的测试方法是手动调节红外测温模块与黑体辐射仪之间的距离与方向，而且传统的红外测温模块距离短，精度差，只测几百度的温度，由于黑体辐射仪的升温时间比较久，升温一次要花费几个小时时间。并且而每次只能测试一只红外测温模块，每更换一只红外测温模块就要重新调节，费时费力。本专利技术中使用红外黑体辐射仪作为辐射源，代替目标测量物，通过一系列装置的设计来对红外测温模块进行标定，从而完成温度的准确快速测量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定方法及装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定装置，包括黑体辐射仪和红外测温模块，还包括三轴调节机构和系统整体微调装置，所述系统整体微调装置用于对三轴调节机构进行微调，所述三轴调节机构上设置有旋转测试槽和控制电机，所述控制电机通过转轴带动旋转测试槽转动，所述红外测温模块和冷却装置连接，所述旋转测试槽内安装有若干所述红外测温模块，所述红外测温模块的数量不少于两个，若干所述红外测温模块和黑体辐射仪位置相对应。优选的，所述三轴调节机构包括X轴调节机构、Y轴调节机构和Z轴调节机构，所述X轴调节机构设置在Y轴调节机构上，所述Y轴调节机构设置在Z轴调节机构上。优选的，所述X轴调节机构包括X轴固定座，所述X轴固定座上螺纹连接有X轴丝杆，所述X轴丝杆上螺纹连接有X轴移动座，所述旋转测试槽设置在X轴移动座上，所述X轴固定座上设置有X轴电机，所述X轴电机和X轴丝杆一端连接，所述控制电机设置在X轴固定座上，所述Z轴调节机构包括Z轴固定座，所述Z轴固定座上螺纹连接有Z轴丝杆，所述Z轴丝杆一端和Z轴电机连接，所述Z轴电机设置在Z轴固定座上，所述Z轴丝杆上螺纹连接有Z轴移动座，所述Y轴调节机构包括Y轴固定座，所述Y轴固定座上螺纹连接有Y轴丝杆，所述Y轴丝杆一端和Y轴电机连接，所述Y轴电机和Y轴固定座连接，所述Y轴丝杆上螺纹连接有Y轴移动座，所述Z轴移动座通过第一连接板和Y轴固定座连接连接，所述Y轴移动座通过第二连接板和X轴固定座连接。优选的，所述旋转测试槽包括圆柱体，所述圆柱体内部设置有冷却腔，所述圆柱体上设置有圆孔，薄壁金属管通过所述圆孔插入到冷却腔，所述冷却装置和冷却腔导通。优选的，所述旋转测试槽可安装不少于10支红外测温模块。优选的，所述冷却装置采用油浴冷却装置。优选的，所述油浴冷却装置包括包括油泵、储油箱、进油管、出油管和控制冷却油流速及定时冷却装置。优选的，所述系统整体微调装置包括微调电机，所述微调电机通过转轴和第三连接板连接，所述第三连接板和Z轴固定座连接。一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定方法，其特征在于包括如下步骤：S1，将黑体辐射仪固定并设置好温度；S2，摆放待标定红外测温模块，旋转测试槽同时安装10只待标定的红外测温模块，待第一只标定结束后，通过控制电机旋转调整位置，接着标定第二只，以此类推，测定过程中，冷却装置对红外测温模块进行降温；S3，调整X，Y，Z三轴，由于实际测量时的具体有1米距离，因此我们系统搭建时距离是十分长的，不仅如此，还要对不同的测试距离进行距离系数修正，红外能量辐射过来以后通过我们装在双通道热电堆传感器前面的定制透镜折射，最终辐射光斑覆盖落到双通道热电堆传感器的两个通道上，然后通过对两个通道信号的处理，计算出浓度值，通过三轴调节机构调整位置，根据调整过程中信号输出大小来判断位置是否是最佳位置；S4，第四步，三轴调节机构整好最佳位置以后，通过系统整体微调装置来旋转整个系统，此时通过计算机观察信号的变化，如果旋转过程中红外测温模块信号变化幅度不大，说明此时因此红外测温模块处于最佳测量位置，如果旋转过程中信号出现剧烈变化，说明此时位置不在最佳位置，或者当初调整XYZ三轴时产生的最大信号时有外部干扰，此时需要再次调整XYZ三轴，来找到最佳测试位置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术，可以测试多只红外测温模块，适合模拟并满足长距离，大温区，高精度的测量环境及要求，极大的提高效率，同时也增加了传感器标定的一致性，排除测试过程中的干扰。附图说明图1是本专利技术的主视图；图2是本专利技术的俯视图；图3是本专利技术的侧视图；图4是本专利技术的旋转测试槽和冷却装置连接示意图；图5是本专利技术的旋转测试槽主视图；图6是本专利技术的旋转测试槽剖切图；图7是本专利技术的调整位置过程中红外双通道热电堆传感器接收到辐射光斑的示意图。图中：1、系统整体微调装置；2、X轴调节机构；3、Z轴调节机构；4、Y轴调节机构；5、黑体辐射仪；6、旋转测试槽；7、冷却装置；8、圆孔；9、薄壁金属管；10、冷却腔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-7，本专利技术提供一种技术方案：一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定装置，包括黑体辐射仪5和红外测温模块，还包括三轴调节机构和系统整体微调装置1，系统整体微调装置1用于对三轴调节机构进行微调，三轴调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定装置，包括红外测温模块，其特征在于：还包括三轴调节机构和系统整体微调装置，所述系统整体微调装置用于对三轴调节机构进行微调，所述三轴调节机构上设置有旋转测试槽和控制电机，所述控制电机通过转轴带动旋转测试槽转动，所述旋转测试槽和冷却装置连接，所述旋转测试槽内安装有若干所述红外测温模块，所述红外测温模块的数量不少于两个，若干所述红外测温模块和黑体辐射仪位置相对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定装置，包括红外测温模块，其特征在于：还包括三轴调节机构和系统整体微调装置，所述系统整体微调装置用于对三轴调节机构进行微调，所述三轴调节机构上设置有旋转测试槽和控制电机，所述控制电机通过转轴带动旋转测试槽转动，所述旋转测试槽和冷却装置连接，所述旋转测试槽内安装有若干所述红外测温模块，所述红外测温模块的数量不少于两个，若干所述红外测温模块和黑体辐射仪位置相对应。


2.根据权利要求1所述的一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定装置，其特征在于：所述三轴调节机构包括X轴调节机构、Y轴调节机构和Z轴调节机构，所述X轴调节机构设置在Y轴调节机构上，所述Y轴调节机构设置在Z轴调节机构上。


3.根据权利要求2所述的一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定装置，其特征在于：所述X轴调节机构包括X轴固定座，所述X轴固定座上螺纹连接有X轴丝杆，所述X轴丝杆上螺纹连接有X轴移动座，所述旋转测试槽设置在X轴移动座上，所述X轴固定座上设置有X轴电机，所述X轴电机和X轴丝杆一端连接，所述控制电机设置在X轴固定座上，所述Z轴调节机构包括Z轴固定座，所述Z轴固定座上螺纹连接有Z轴丝杆，所述Z轴丝杆一端和Z轴电机连接，所述Z轴电机设置在Z轴固定座上，所述Z轴丝杆上螺纹连接有Z轴移动座，所述Y轴调节机构包括Y轴固定座，所述Y轴固定座上螺纹连接有Y轴丝杆，所述Y轴丝杆一端和Y轴电机连接，所述Y轴电机和Y轴固定座连接，所述Y轴丝杆上螺纹连接有Y轴移动座，所述Z轴移动座通过第一连接板和Y轴固定座连接连接，所述Y轴移动座通过第二连接板和X轴固定座连接。


4.根据权利要求1所述的一种高精度大温区长距离红外测温模块的标定方法及装置，其特征在于：所述旋转测试槽包括圆柱体，所述圆柱体内部设置有冷却腔，所述圆柱体上设置有圆孔，薄壁金属管通过所述圆孔插入到冷却腔，所述冷却装置和冷却腔导通。


5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朋成，李铁，谢雷，杨雁南，刘延祥，郭世英，
申请(专利权)人：上海致密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31