[实用新型]可完全稳像调焦的远距离红外测温装置

说明书

本实用新型涉及测温技术，具体涉及远距离中低温目标的红外测温技术，更具体地说，涉及一种可完全稳像调焦的远距离红外测温装置。

在对某种无法接近的远处目标进行测温时，通常采用远距离红外测温装置来测量其温度，其测量过程是这样的：当远处物体发出的红外辐射进入测温装置的光学系统之后，经光学器件聚焦后落在红外探头上，经过红外探头前面的窗口滤波之后，红外探头将给定波段的红外辐射转换为电压信号，再将电压信号放大后按照一定的辐射定律和公式运算处理成目标的温度值并显示出来。这就完成了对远距离目标的温度测量。由于各种被测目标的距离不同，为了保证其红外辐射能准确聚焦于固定的且灵敏面积只有0.2mm×0.2mm(或更小)的红外探头上，必须将调焦装置沿系统光轴前后移动；有彼此相互运动的器件，就存在配合间隙，再加上零件加工和装配上的误差致使调焦装置在移动时必然会产生倾斜，即调焦装置的轴线与系统光轴之间有一个由间隙产生的倾斜夹角θ，对于通常的光学反射镜组成的调焦装置，从其中反射出的红外辐射光线将会有2θ或4θ的偏移，这样就会使目标的红外辐射偏离处于同一系统光轴上的红外探头的灵敏面，这时所测出的温度是不准确的，即存在测量误差。这就是目前世界各国都难以设计制造出远距离红外测温装置的主要原因。

本实用新型的目的在于提供一种能克服上述技术缺点的完全稳像调焦远距离红外测温装置，它不但能对远、近目标进行移动调焦时所产生的倾斜误差进行自动的、完全的补偿修正，以得到精确的测量结果，而且具有结构简单、制造成本低的优点。

本实用新型的目的可以采用如下技术方案来实现，构造一种可完全稳像调焦的远距离红外测温装置，包括筒形壳体9、分别设在筒形壳体9两端的聚焦反射镜7和前盖1，在所述聚焦反射镜7中央位置装有瞄准套筒6，在所述筒形壳体9上设有调焦手轮4以及可由所述调焦手轮4控制其沿所述筒形壳体9轴线位移的补偿调焦装置3，在所述补偿调焦装置3与所述聚焦反射镜7之间设有分光装置5，在所述筒形壳体9内靠近所述前盖1处设有带红外传感器的探头座2。其中，所述误差补偿调焦装置3包括一个可将射入其内腔壁上的光线进行偶次反射并射出的光学内锥体；分光装置5包括一个可将射在其镜面上的红外线反射、可见光透过的光学器件，该光学器件由多层分光膜面和一个凹面构成；瞄准套筒6包括一个一端带有盖板的观察筒61，在盖板中心线的上面或下面开有一个观察小孔62或63；在观察筒前端的内腔中装有一块瞄准分划镜64和目镜66，在所述分划镜64中心线的下面装有一块液晶显示板65。此外，所述观察小孔62还可以设置在以盖板中心为圆心，以此圆心到小孔中心的距离为半径的圆周上的任一位置上。

实施本实用新型提供的可完全稳像调焦的远距离红外测温装置，所采用的调焦装置是一个对称于系统光轴的光学内锥体。当没有倾斜发生时，锥体上对称于系统光轴的任意两条锥线与光轴的夹角相等，当有倾斜误差产生时，两条对称锥线中的一条与光轴的夹角会增大，则另一条的夹角相应减小，根据光的反射原理和基本的数学知识可以证明光线在锥体内，经过偶次反射后射出的光线不会因为锥体的倾斜而改变方向，从而得到正确的测温结果。

下面用附图和实施例进一步说明本实用新型。附图中：

图1是本实用新型测温装置的结构示意图。

图2是本实用新型测温装置的工作原理示意图，带有箭头的直线表示光线的前进方向；

图3是图1中瞄准套筒的结构示意图；

图4是安装在瞄准套筒中的瞄准分划镜结构示意图；

图5是倾斜误差补偿原理图，实线表示光学锥体的原位，虚线表示光学锥体倾斜θ角后的位置；带有箭头的直线和虚线表示光线的入射和反射方向。

如图1所示，本实用新型的完全稳像调焦远距离红外测温装置，其光学部分包括筒形壳体9、分别设在筒形壳体9两端的聚焦反射镜7和前盖1，在聚焦反射镜7中央位置装有瞄准套筒6，在所述筒形壳体9上设有调焦手轮4以及可由所述调焦手轮4控制其沿所述筒形壳体9轴线位移的补偿调焦装置3，在所述补偿调焦装置3与所述聚焦反射镜7之间设有分光装置5，在所述筒形壳体9内靠近所述前盖1处设有带红外传感器的探头座2。

参照图2，在系统光轴OA-OB上依次装有红外探头8(对应图1中探头座2)、带有光学内锥体31的误差补偿调焦装置3、分光装置5、聚焦反射镜7，在所述聚焦反射镜7的中心套装有一个瞄准套筒6。