一种双色红外测温仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种双色红外测温仪，包括测温仪本体，测温仪本体内部设有红外测温的光学系统，主要包括视场光阑、透镜、分光镜、第一孔径光阑、第二孔径光阑、第一滤波片、第二滤波片等结构；测温仪本体内部还设有第一红外探测器、第二红外探测器，将光信号转变为电信号；本实用新型专利技术的优点是：性价比高、精度高和抗干扰能力强。本实用新型专利技术通过设计优化，得到视场光阑和孔径光阑的最佳尺寸和位置，减少了辐射源尺寸效应对测量结果的影响。尺寸效应对测量结果的影响。尺寸效应对测量结果的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种双色红外测温仪


[0001]本技术涉及温度测定
，具体地，涉及一种双色红外测温仪。

技术介绍

[0002]红外测温技术是非接触式测温技术的主要方法之一，其主要根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度，不与被测物体接触。红外测温仪具有不扰动被测物体温度分布场，温度分辨率高、响应速度快、测温范围广，稳定性好等特点，满足了工业在线检测工作的需求。
[0003]然而红外辐射测温仍然面临许多因素的影响，其中辐射源尺寸效应就是红外辐射测温不确定度的一个重要来源。其主要是由于红外测温仪光学元件和光学系统中灰尘引起的散射、透镜表面间的相互反射、光学系统的像差及衍射、周围环境中的杂散光等效应的综合结果。探测器所接收到的杂散光的能量主要来自于两部分：红外测温仪外部杂散光和红外测温仪光学系统内部杂散光，以下分别简称为外部杂散光和内部杂散光。在高精度测量条件下，杂散光对测量结果的影响不容忽视。
[0004]因此需要提供一种新的技术方案来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种性价比高、精度高和抗干扰能力强的双色红外测温仪，其主要优势在于可以减少辐射源尺寸效应对测温结果的影响。
[0006]考虑到杂散光对红外测温仪测量结果的影响，本技术通过设计优化孔径光阑的尺寸和位置，在满足探测器的最小探测要求的前提下，减小视场光阑和孔径光阑的尺寸，并调整视场光阑和孔径光阑的位置，以减少杂散光辐射到探测器表面的能量。
[0007]上述的目的通过以下的技术方案实现：
>[0008]一种红外测温仪，其组成包括：红外测温仪本体，其特征是：其特征在于：所述测温仪本体内部设有红外测温光学系统，主要包括视场光阑(103)、透镜(104)、分光镜 (105)、第一孔径光阑(106)、第二孔径光阑(110)、第一滤波片(107)以及第二滤波片 (111),在第一滤波片(107)和第二滤波片(111)的后侧分别放置有第一红外探测器(108) 和第二红外探测器(112)，第一红外探测器(108)和第二红外探测器(112)电连接微处理器。被测物体辐射的能量经透镜(104)聚焦到分光镜(105)上，分光镜(105)将光线分为两部分，一部分经由第一孔径光阑(106)和第一滤波片(107)被第一红外探测器(108) 吸收测量，另一部分则经由第二孔径光阑(110)第二滤波片(111)被第二红外探测器 (112)吸收。所述的第一红外探测器(108)和第二红外探测器(112)将光信号转变为电信号。所述的视场光阑(103)直径为20mm,距离探测器2mm,可以满足安装简单和减少外部杂散光(102)影响的要求。所述的第一孔径光阑(106)和第二孔径光阑(110)直径均为 1.5mm,距离探测器5mm，可以满足安装简单和减少内部杂散光(109)影响的要求，所述的减少外部杂散光(102)和内部杂散光(109)的影响，涉及的公式包括：
[0009]M
all
＝M
obj
+M
env
[0010]其中，M
all
为探测器接收到的总的能量，M
obj
为被测物体辐射到探测器的能量，M
env
为环境因素影响，包括探测器接收的杂散光的能量，在保证满足探测器最小分辨要求的前提下，通过减小孔径光阑的尺寸，可以减少辐射到探测器表面的杂散光的能量。
[0011]第一滤波片(105)和第二滤波片(109)的透过波段均在第一红外探测器(108)和第二红外探测器(112)响应度峰值1.55um附近。
[0012]所述第一红外探测器(108)和第二红外探测器(112)感光区域直径为1mm。
[0013]与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：
[0014]本技术通过设计孔径光阑的尺寸并合理选择最佳位置，可以减少辐射源尺寸效应对测量结果的影响，使得测量准确度得到提高。
附图说明
[0015]结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。
[0016]图1为本技术实施例的红外测温光学系统示意图。
[0017]图中示出：被测物体101，外部杂散光102，视场光阑103，透镜104，分光镜105，第一孔径光阑106，第一滤波片107，第一红外探测器108，内部杂散光109，第二孔径光阑110，第二滤波片111，第二红外探测器112，
具体实施方式
[0018]如图1所示，本技术提供的一种双色红外测温仪，具体的，本技术本体内设有视场光阑(103)、透镜(104)、分光镜(105)、第一孔径光阑(106)、第二孔径光阑 (110)、第一滤波片(107)、第二滤波片(111)、第一红外探测器(108)和第二红外探测器 (112)。其中：视场光阑103滤除外部杂散光，透镜104实现聚焦功能，第一孔径光阑 106和第二孔径光阑110用于控制入射光束的大小，第一滤波片107、第二滤波片111 用于实现滤波作用，第一红外探测器108、第二红外探测器112实现测量工作。被测物体辐射的能量经过视场光阑103被透镜104聚焦到分光镜105上，分光镜105将光线分为两部分，一部分经由第一孔径光阑106和第一滤波片107被第一红外探测器108 吸收测量，另一部分则经由第二孔径光阑110和第二滤波片111被第二红外探测器112 吸收，两路信号经过转换和信号处理后做比值处理模拟目标温度变化。
[0019]本技术的视场光阑103直径为20mm,距离透镜2mm；分光镜105可以采用透射与反射比为50/50的中性分束镜；第一孔径光阑106和第二孔径光阑110直径为2mm，距离探测器15mm；红外测温光路的距离系数可以选择为75:1；红外测温系统的光路获得的能量可以由光电探测器进行光电转换，其所能探测的光斑规格选取为Φ＝1mm，响应度峰值为1.5um。
[0020]如图1所示，本技术经过比较孔径光阑和视场光阑及其位置和尺寸对探测器接收的辐射能量的影响，最终在满足探测器测量要求的基础上，确定了视场光阑和孔径光阑尺寸和位置，实现了减少辐射源尺寸效应对测量结果的影响的目的。
[0021]本技术通过光学系统设计仿真软件进行光学器件参数的设计、红外测温系统光路的构建，通过设计视场光阑和孔径光阑的尺寸并合理选择最佳位置，然后利用光学系统设计仿真软件对光学系统的性能进行分析以保证所设计的光学系统的可实现性与可靠性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双色红外测温仪，包括测温仪，其特征在于：在所述测温仪内部依次由视场光阑(103)、透镜(104)、分光镜(105)、第一孔径光阑(106)、第二孔径光阑(110)、第一滤波片(107)以及第二滤波片(111),在第一滤波片(107)和第二滤波片 (111)的后侧分别放置有第一红外探测器(108)和第二红外探测器 (112)，第一红外探测器(108)和第二红外探测器 (112)电连接微处理器构成红外测温光学系统。2.根据权利要求1所述的一种双色红外测温仪，其特征在于，分光镜(105)后端的第一孔径光阑(106)和第二孔径光阑(110)呈直角分布。3.根据权利要求1所述的一种双色红外测温仪，其特征在于，被测物体辐射的能量经透镜(104) 聚焦到分光镜(105)上，分光镜(105)将光线分为两部分，一...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡子峰，
申请(专利权)人：上海市质量监督检验技术研究院，
类型：新型
国别省市：