[发明专利]一种荧光法温度测量系统及其测量方法

说明书

本发明公开了一种荧光法温度测量系统及其测量方法，属于温度测量技术领域，包括相互连接的光路部分和电路部分，电路部分包括控制处理单元及分别与控制处理单元电连接的驱动电路、解调电路和信息交换电路，控制处理单元还与电源电路连接，光路部分包括耦合单元、分别与耦合单元连接的激光器、传输光缆和受光器、与传输光缆连接的准直镜头及与准直镜头连接的荧光靶片，激光器与驱动电路连接，受光器与解调电路连接，准直镜头通过包括空气在内的透明介质与荧光靶片相对。本发明将感温荧光靶片与主系统分离开来，通过系统发出的激发光照射荧光靶片并采集荧光靶片发射的荧光进行温度测量，能有效解决被测场所不允许布置线缆的困难。

技术领域

本发明涉及一种温度测量系统及其测量方法，特别是涉及一种荧光法温度测量系统及其测量方法，属于温度测量技术领域。

背景技术

温度测量对于电力、微波、半导体、医疗等行业至关重要，随着技术的发展，温度测量手段逐渐升级，且精度逐渐提高，目前，常用的测温方法有热电阻、热电偶等电子类传感测温法和红外测温传感法等测温方法，热电阻、热电偶等方法采用电子学原理进行测量，数据传输亦为金属导线，这类测温设备具有测量精度高的特点，但对于电力设施和微波设施的温度测量，不具备抗干扰的能力，尤其是微波行业的温度测量，根本不容许有金属类物品置于其中；而红外测温法虽为非接触式的可视测温法，但这种测温方法测量的是物体表面辐射的热量，测得的结果是热源大面积的平均温度，无法反应被测物的具体位置的温度，且测温精度较低。

还有一类光纤温度测量系统采用光纤本身或光纤光栅对待测物进行温度测量，此类测量设备属于接触式测量，一个致命的缺憾是需要在待测的位置布缆，这就限制了其使用范围，对于这种不允许布置任何线缆的地方，这些采用线缆方式的测温系统就显得无能为力了。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种荧光法温度测量系统及其测量方法，用于解决现有技术中存在的需要布置线缆和测温精度低的问题，提高感温速度。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种荧光法温度测量系统，包括相互连接的光路部分和电路部分，所述电路部分包括控制处理单元及分别与所述控制处理单元电连接的驱动电路、解调电路和信息交换电路，所述控制处理单元还与电源电路连接；所述光路部分包括耦合单元、分别与所述耦合单元连接的激光器、传输光缆和受光器、与所述传输光缆连接的准直镜头及与所述准直镜头连接的荧光靶片；所述激光器与所述驱动电路连接，所述受光器与所述解调电路连接；所述准直镜头通过包括空气在内的透明介质与所述荧光靶片相对。

优选的，所述控制处理单元能够根据所述解调电路信号的强度调节所述激光器的发光强度和补偿所述受光器的暗电流，所述控制处理单元控制所述驱动电路的开合，所述激光器发出的蓝紫光束经所述耦合单元的前向功能耦合进所述传输光缆，经所述传输光缆的传输进入所述准直镜头。

优选的，所述准直镜头将蓝紫光准直输出并照射到所述荧光靶片上，所述荧光靶片受到蓝紫光的激发而发出红色或绿色的单色荧光，单色荧光经所述准直镜头通过所述耦合单元的后向功能耦合到所述受光器。

优选的，所述受光器将荧光信号转换为电信号，电信号经所述解调电路解调出所述控制处理单元能够识别的模拟或数字信号，经过所述控制处理单元的计算及数据处理，将所述荧光靶片感知的温度计算出来。

优选的，所述激光器为波长范围在300-450nm范围内的单色半导体激光器。

优选的，所述耦合单元为具有前向透过蓝紫光、反向透过红绿光的光学器件，至少包含分光片与透镜的组合、分光棱镜和环形器。

优选的，所述传输光缆的芯径为不大于250μm的多模光缆。

优选的，所述荧光靶片为仅余晖时间与温度相关的荧光物质制作而成，所述荧光物质为具有中长余晖的荧光物质。