[发明专利]一种提高调制探头测温精度的方法

说明书

技术领域

本发明属于铁路红外设备领域，涉及一种提高测温精度的方法，特别是一种提高调制探头测温精度的方法。

背景技术

在红外轴温探测系统中，计算轴温采用探头输出电压与被测对象温度的对应关系曲线，即探头响应曲线。对于调制探头，红外敏感元件得到的红外辐射交替地来自被测对象和调制盘，所以探头的输出对应于被测对象与调制盘的温度差。如果被测对象的温度不变，但调制盘的温度发生了变化，则由于被测对象与调制盘的温度差变化了，探头的输出也发生变化。因此探头的输出与被测对象温度的对应关系，即探头相应曲线，与调制盘的温度有关。当调制盘温度上升时，探头输出下降，反之则探头输出上升。若探头响应率随探头工作状态发生变化，则探头输出的变化与调制盘温度变化的关系也不是固定的关系。在红外轴温探测系统中，探头响应曲线在一定的调制盘温度条件下取得，当调制盘温度变化后，探头输出电压与被测对象温度的对应关系也随之变化，用原来的探头响应曲线计算被测对象温度就会有误差。

中国专利申请号92225136.3，公开号2124173，公开日为1992年12月9日，名称为“铁路用红外线热轴探测器”中公开了一种采用光导型红外敏感元件调制探头，以调制盘为参考背景进行测温的探测系统。该系统采用调制探头，由调制电机带动调制盘对入射红外辐射进行光学调制，系统测温以调制盘温度为背景温度。随着环温的变化以及探头内部调制电机和电路板散热的变化，调制盘温度也会发生变化，导致探头响应曲线变化，由于光导型碲镉汞红外敏感元件调制探头的响应曲线是非线性的，被测对象的温度越高，探头响应灵敏度越高，因此以调制盘温度为背景温度进行测温误差较大。而且以调制盘温度为背景温度需要精确测量调制盘温度，但由于调制盘是转动的，测量调制盘温度的敏感器不能放在调制盘上，因此做为背景温度的调制盘温度本身就已经存在误差。由于调制盘温度会发生变化，所以调制探头以调制盘温度为背景测温误差较大。

文献：一种新型红外热轴探测系统，铁道学报，2005，27(4)，114-118，指出用盘温补偿消除调制盘温度的变化对轴温计算精度的影响，但未公开具体方法。

发明内容

本发明提供一种提高调制探头测温精度的方法，该方法在调制盘温度变化后，通过探测参考对象，得到在当前调制盘温度下的新的探头响应曲线上的一点，再将原探头响应曲线沿电压坐标轴平移，使之穿过该点，得到校正后的探头响应曲线，这样就消除调制盘温度变化的影响，测温精度高，消除了调制盘温度变化对探头响应曲线的影响，提高了系统测温精度，并避免了调制盘温度测量误差的影响。

本发明一种提高调制探头测温精度的方法，包括下列步骤：

步骤1：探头探测被测对象，取得探测被测对象的探头输出电压；

步骤2：探头在探测被测对象后探测参考对象，取得探测参考对象的探头输出电压，并测量参考对象的温度；

步骤3：根据测得的参考对象的探头输出电压和对象温度，对探头响应曲线进行平移校正；

步骤4：根据平移校正后的探头响应曲线计算被测对象的温度。

所述步骤1中被测对象为探头所要探测温度的对象。

所述步骤2中参考对象为一个小黑体，其温度的测量通过接触式敏感器测量；参考对象的温度与周围环境温度相近。

所述步骤3中对探头响应曲线进行平移校正是指对步骤1所得的探头响应曲线沿探头输出电压坐标方向平移，使曲线上对应步骤2的参考对象温度的点的电压值为步骤1中的探头输出电压。

本发明一种提高调制探头测温精度的方法的优点在于：

(1)本发明在计算被测对象温度时采用校正后的探头响应曲线，相当于调制盘温度没有变化，因而消除了调制盘温度变化对探头响应曲线的影响，提高了系统测温精度。

(2)本发明中被测对象的温度直接从探头响应曲线上计算得到，不需调制盘温度参与对被测对象温度的计算，避免了现有技术中调制盘温度测量误差的影响，提高了系统测温精度。

附图说明

图1是本发明一种提高调制探头测温精度的方法示意图；

图2是本发明一种提高调制探头测温精度的方法流程图。

图3是本发明一种提高调制探头测温精度的方法探头响应曲线示意图；

图4是本发明一种提高调制探头测温精度的方法的HBDS-III型红外轴温探测系统探头1的采用本方法前后的温度误差对比曲线；

图5是本发明一种提高调制探头测温精度的方法的HBDS-III型红外轴温探测系统探头2的采用本方法前后的温度误差对比曲线；