[发明专利]一种红外测温仪的带吹扫器的光学探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触的光学测温仪器，尤其是一种在严重扬灰和水汽干扰、污染的场合，光路吹扫气源不能持久吹扫的情况下，能实现光学镜头有效吹扫保洁的红外测温仪的光学探头。

背景技术

红外测温仪是通过其光学系统采集目标的红外线辐射能进行测温的，工业在线测量时，其测量光路和光学镜头会受环境扬灰和水汽的干扰和污染。所以，通常要求在光学探头的前端安装空气吹扫器和帮助清洁光路的窥视管，使镜头保持清洁和排除测量光路中的灰尘和水汽干扰。

现有技术的不足和缺点：

1.红外测温仪的物镜或物镜前的密封保护窗，通常与测量光轴垂直，探头前端安装的空气吹扫器的气流入口与光轴也垂直，并与镜头的所在位置前后错开一段距离，有的吹扫器内还设计有导流夹套，总之，气流吹不到镜头或保护窗；气流进入吹扫器内受到结构性阻挡，产生紊流和存在吹扫死角；在工业应用现场，吹扫气源断流时常会发生，环境扬灰与水蒸汽乘虚污染镜头和堆积于吹扫死角，就不再容易吹干净，在严重污染的场合，频繁的清洁维护并非易事；不然，就会影响测量精度。

2.美国IRCON（爱光）公司的最新技术是在其高端产品 MODLINE 5测温仪的镜头前加装脏镜头报警装置（Dirty Window Detector Option)，当镜头保护窗达到某种污染程度时，会自动报警。该装置的不含税和运保费的出厂价格为 $755.00美元，报警后，仍需人工清洁维护。

发明内容

本发明的任务是，在严重扬灰和水汽干扰、污染的场合，气源不能持续吹扫的情况下，提供吹扫效率高、能长期自保洁的红外光学测温探头。

本发明采用的技术方案的主要特征是：

在探头物镜（101）前面，采用与光轴成45-85°夹角斜置的密封保护窗（103）；吹扫气道（201）对准保护窗（103）的表面；采用前端有漏灰槽（301）的小口径窥视管（300）；气管（202）和管状探头（100）为平行的直条硬管，穿过安装法兰（400）上的两个孔，可前后伸缩和被安装法兰（400）夹持固定。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1) 小口径窥视管（300）的漏灰槽（301），在吹扫气断流时段，不会使管口积灰，扬灰和水汽不易进入小口径窥视管（300）的深处污染镜头。

2) 耐高温的小口径窥视管（300）能尽可能接近被测目标表面，缩短有扬灰干扰的测量光路；吹扫气流在小口径管内能保持足够流速和冲出压力，结合短距离测量光路，能有效降低环境扬灰和水汽干扰对测量结果的影响。

3) 在通气时，干净的高压高速气流对着斜置的保护窗（103）表面冲刷，能将窗面清理干净，实现自保洁维护。

4）保护窗（103）的背面，有反可见光、透工作波段红外线的镀膜，在高温测量时，能反射掉无效的光辐射，减少物镜聚焦引起的超常升温，及其对测温传感器或传输光纤端头的不利影响。

5）气管（202）和管状探头（100）均为直条硬管，平行穿过安装法兰（400）上的两个孔洞，能前后伸缩和被夹持固定，调节、缩短测量距离，在严重扬灰和水汽干扰的环境中，可以尽可能降低光路干扰的影响。

附图说明

图1.为本发明的一种带有吹扫器的红外测温仪的光学探头。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的描述。

如图所示，背面有镀膜的密封保护窗（103），在吹扫器（200）内斜置，其表面与测量光轴成60°夹角；小口径窥视管（300）的前端开有漏灰槽（301）；装有物镜（101）及传输光纤的管状探头（100）和输送高压吹扫气流的气管（202）为直条硬管，平行穿过安装法兰（400）上的两个孔洞，能前后伸缩和被安装法兰（400）夹持固定。

本发明的一个典型应用实例是：在工业焦炉拦焦车上测量出焦焦饼温度。目标温度高，环境温度高，高密度焦灰飞扬，还有随风吹来的附近熄焦产生的大量水蒸汽；同时，车载小容量空压机，只能在出焦测温时段，提供有限的短时间吹扫，在较长的间隔时段，必需让空压机积气升压。在这样的高污染，又没有稳定可靠气源的测温现场，大量扬灰和水蒸汽会进入窥视管内污染光学镜头。现有技术不能在上述现场保持镜头清洁，在短时期内，红外测温仪的测量值会大幅下降，甚至镜头被完全封堵；必须频繁人工清洁镜头，工作量大，同时也影响正常使用。

本发明所设计的带有斜置保护窗（103）和吹扫器（200）的管状红外测温探头（100），能前后伸缩调节，缩短有扬灰干扰的测量光路；强劲的气流在测量初始通气的瞬间，直接冲刷保护窗（103）表面；因无结构性吹扫死角，所以能吹走保护窗上和窥视管内的所有积灰；又因为窥视管（300）为小口径的，所以可以保证吹扫气流高压、高速冲出窥视管（300），在直达目标的短距离内形成一条清洁的测量光路；具有长期自保洁测量功能。