[实用新型]高速红外辐射测温仪

说明书

本实用新型涉及一种红外辐射测温仪器，确切地说是一种高速红外辐射测温仪。

现有的红外辐射测温仪器非常适用于那些非接触型的被测面的温度测量。但这种测温仪器只能测量被测面温度恒定的工况，且其时间响应一般都在秒和毫秒的数量级上。对那些复杂工况下被测装置的被测面温度，如数微秒的快速变化过程，特别是在被测面因遭受轰击、溅射、烧蚀或镀膜等情况下，在极短的时间内辐射率发生变化时，这种测温仪器已不能适应快速温度变化时的被测面的温度测量。

本实用新型的目的在于提供一种在复杂工况条件下，能够快速反映被测装置的被测面温度快速变化的高速红外辐射测温仪。

本实用新型的技术解决方案是：一种高速红外辐射测温仪，包括支撑架、可分光纤、透镜、滤光片、探测器和放大器，其特征在于：所述的可分光纤的输入端固定在支撑架上，其输入端内置透镜，可分光纤经束结分成两束，分成两束的可分光纤的输出端分别间接一个波长不同的滤光片，滤光片分别与探测器间接，探测器分别与放大器连接。

以下结合附图和实施例对本实用新型加以说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型使用状态示意图。

由图1可见，支撑架1由玻璃板1-1和支撑板1-2粘结而成。可分光纤2按需要分束后，其输入端通过支撑板1-2固定在玻璃板1-1的侧面上，其输入端内置透镜3，以提高测温仪的灵敏度。可分光纤2经束结2-1分成两束，分成两束的可分光纤2的输出端分别间接一个波长不同的滤光片4-1和4-2。滤光片4-1和4-2的波长为1-6微米范围内的窄带滤光片，其带宽为0．1-0．5微米，透光率大于65％。可分光纤2的透光率在1-6微米的波长范围内大于50％，可分光纤2的分束比接近1∶1。

滤光片4-1和4-2分别与探测器5-1和5-2间接，探测器5-1和5-2选用响应时间为纳米的具有很快时间响应的高速红外坤化铟二极管，它能够测量温度在微秒量级的变化量。选用两种不同波长的滤光片4-1和4-2，分别传输到两个探测器5-1和5-2，是为了确保两个探测器5-1和5-2所接收的信号来自空间的同一点。

探测器5-1和5-2分别与放大器6-1和6-2连接，使探测器5-1和5-2所接收的信号经放大器6-1和6-2放大到适当的数值并经过计算后，即可得到所测的温度值。放大器6-1和6-2的响应频率在1MHZ，使本测温仪的时间分辨达到1微秒。

使用时，只需将本测温仪的支撑架1安装固定在被测装置7上即可(参见图2)。

本实用新型由于采用双色测量原理，即将被测表面空间某点的辐射经透镜聚光后，传到可分光纤，再经分成两束的光纤输出端的两种不同波长的滤光片滤波后分别传到两个探测器，以确保两个探测器所接收的信号来自空间的同一点，信号经放大器放大到适当的数值并经计算后，即可得到所测装置的被测表面的温度值；同时，由于探测器选用时间响应极快的红外坤化铟二极管和高频放大器，从而使本测温仪的时间分辨率达到1微秒。经实验标定，本测温仪所得实测结果为：温度的测量范围为100-1500摄氏度，温度测量误差小于1％，空间分辨率为10毫米，时间分辨率为1微秒；且结构简单，可测量在任何极端恶劣条件下的被测装置温度的三维时空分布，特别能给出高温等离子体在破壁时第一壁温度百分之一的温度变化量，为科研和工业生产中各类极端条件下壁温的快速变化及能量沉积过程提供有力的测温仪器。