一种光学红外辐射高温校准装置及其自校准方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102353454A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102353454A(43)申请公布日2012.02.15(21)申请号201110155373.2(22)申请日2011.06.10(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人赵建辉李帆苏哲曾勇超王婧陈尧生(74)专利代理机构北京永创新实专利事务所11121代理人官汉增(51)Int.Cl.G01J5/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种光学红外辐射高温校准装置及其自校准方法(57)摘要本发明提出了一种光学红外辐射高温校准装置及其自校准方法，该装置包括由光源、平行光管、标准红外测温仪及功率调节器，光源与功率调节器采用电线连接，功率调节器调节光源的强度，光源置于平行光管的中轴线上，光线经平行光管的分光片后转换成垂直于光轴方向和平行于光轴方向的两束光线，两束光线分别经标准红外测温仪和待标定的测温仪接收。本发明提出一种光学红外辐射高温校准装置，与传统采用热电偶测温的黑体炉标定设备相比，辐射温度调节速度快，安全性好。通过滤波片筛选出特定波长的光，为不同波段的测温仪提供准确的测温基准，为温度校准工作节省成本，并可以实现2000度以上的高温温度标准，温度调节速度快、标定效率高、成本低。CN102354ACCNN110235345402353461A权利要求书1/2页1.一种光学红外辐射高温校准装置，其特征在于：包括由光源、平行光管、标准红外测温仪及功率调节器；光源与功率调节器采用电线连接，功率调节器调节光源的强度，标准红外测温仪通过RS232串口与功率调节器连接，光源置于平行光管的中轴线上，平行光管的分光片置于平行光管的物镜后，并与平行光管的中轴线成45度角放置，光线经分光片后转换成垂直于平行光管中轴线方向的平行光束A和平行于平行光管中轴线方向的平行光束B，两束平行光的出口分别安装支撑架和导轨，标准红外测温仪安装在与平行光管垂直的导轨的支撑架上，其镜头水平对准平行光束A，待标定的测温仪安装在与平行光管平行的导轨的支撑架上，其镜头水平对准平行光束B。2.根据权利要求1所述的一种光学红外辐射高温校准装置，其特征在于：所述的平行光管由物镜、毛玻璃、滤波片、分光片和激光器组成；光源辐射光线到达平行光管时被滤波片滤出符合待标定的测温仪测量光谱范围所对应的光束，照亮毛玻璃，毛玻璃处在物镜的焦平面上，经过物镜转换成平行光束，平行光束经过置于与平行光管的中轴线成45度设置的分光片后，转化为平行光束A和平行光束B，激光器与平行光管的中轴线方向相互垂直安置，其发出的激光直接通过45度分光片，从平行光束A和平行光束B的出口处射出，标准测温仪和待校准测温仪的镜头分别对准激光进行二者位置的调整。3.根据权利要求1所述的一种光学红外辐射高温校准装置，其特征在于：所述的功率调节器由单片机A、电流放大器和电流反馈电路组成；按键、数码管和电流放大器通过导线与单片机A的IO口连接，单片机A通过RS232总线与标准红外测温仪的单片机进行通讯；电流放大器、光源和电流反馈电路的采样电阻顺次串联，电流反馈电路的输出连接单片机A的AD采样端口，通过按键设定电流强度调节光源的辐射温度，并通过数码管显示，单片机A驱动电流放大器以改变光源功率，电流反馈电路的采样电阻采样电路中的电流并转换为电压反馈给单片机A，单片机A根据采样的电压值解算电路的电流再与设定值进行比较，控制电流放大器调节电路电流完成闭环控制。4.根据权利要求3所述的一种光学红外辐射高温校准装置，其特征在于：所述的单片机A采用C8051F021单片机。5.根据权利要求1所述的一种光学红外辐射高温校准装置，其特征在于：所述的标准红外测温仪的由红外镜头、对数放大电路、AD转换电路和单片机B组成；红外镜头被固定在与平行光管垂直，水平对准平行光束A的出口的位置，并通过导线连接到对数放大电路，对数放大电路通过导线与AD转换电路连接，AD转换电路通过SPI总线与单片机B通讯，单片机B通过RS232总线与功率调节器连接。6.根据权利要求5所述的一种光学红外辐射高温校准装置，其特征在于：所述的红外镜头内置检波器、光纤和光电探测器，实现光学信号与电信号的转换。7.根据权利要求5所述的一种光学红外辐射高温校准装置，其特征在于：所述的对数放大电路采用LOG104对数放大器。8.根据权利要求5所述的一种光学红外辐射高温校准装置，其特征在于：所述的AD转换电路基于ADS1255积分型模拟数字转换器搭建。9.根据权利要求5所述的一种光学红外辐射高温校准装置，其特征在于：所述的单片机B采用C8051F023单片机作为核心处理器，与AD转换电路之间通过SPI总线进行通讯。2CC