CN110108675A - 发射率检测装置 - Google Patents
发射率检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110108675A CN110108675A CN201910378744.XA CN201910378744A CN110108675A CN 110108675 A CN110108675 A CN 110108675A CN 201910378744 A CN201910378744 A CN 201910378744A CN 110108675 A CN110108675 A CN 110108675A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radius
- examined object
- emissivity
- sensor
- detection device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 78
- 230000011514 reflex Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 16
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 4
- 230000005457 Black-body radiation Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004446 light reflex Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0003—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
Abstract
本发明提供了一种发射率检测装置，包括：物品盛装台，用于盛装待检测物体；传感器，用于接收发自待检测物体的第一辐射光线以得到第一辐射信号；反射镜，反射镜与传感器对称设置在以待检测物体表面所确定的法线两侧，用于将发自待检测物体的第二辐射光线反射至待检测物体，以使待检测物体反射第三辐射光线；传感器还用于：接收第一辐射光线和第三辐射光线以得到第二辐射信号；控制器，控制器与传感器相连接，用于根据第一辐射信号和第二辐射信号确定待检测物体的发射率。由于反射镜与传感器对称设置在以待检测物体表面所确定的法线两侧，通过检测第一辐射信号和第二辐射信号即可确定待检测物体的发射率。
Description
技术领域
本发明涉及检测控制领域，具体而言，涉及一种发射率检测装置。
背景技术
一般地，工业检测场景下需要对生产中的零部件进行温度检测，如轧钢工序、危险目标、快速运动物体等温度检测，而非接触式测温法的测量精度取决于发射率的准确标定，而发射率受温度、工作波长、测量角度、待测物体表面的组分、表面的氧化程度以及待测物体表面对环境辐射的反射等多种因素的影响，因此，实时对待检测物体的发射率进行标定来进行准确确定待检测物体的温度是十分必要的，故需要研制一种发射率检测装置进行发射率标定是目前亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明在于提出了一种发射率检测装置。
为实现上述目的，本发明提出了一种发射率检测装置，包括：物品盛装台，用于盛装待检测物体；传感器，用于接收发自待检测物体的第一辐射光线以得到第一辐射信号；反射镜，反射镜与传感器对称设置在以待检测物体表面所确定的法线两侧，用于将发自待检测物体的第二辐射光线反射至待检测物体，以使待检测物体反射第三辐射光线；传感器还用于：接收第一辐射光线和第三辐射光线以得到第二辐射信号；控制器，控制器与传感器相连接，用于根据第一辐射信号和第二辐射信号确定待检测物体的发射率。
本发明提出的发射率检测装置包括物品盛装台、传感器、反射镜和控制器，其中，反射镜和传感器分别位于物品盛装台中盛装的待检测物体所确定的法线两侧，在待检测物体发出第二辐射光线传输至反射镜，反射镜根据第二辐射光线反射第三辐射光线，其中，第二辐射光线与第三辐射光线在空间中的传播方向相反，第一辐射光线与第二辐射光线与法线具有相同的夹角，传感器检测第一辐射光线得到第一辐射信号，检测第一辐射光线和第三辐射光线得到第二辐射信号，由于物品盛装台、传感器和反射镜具有上述位置关系，故检测得到的第一辐射信号和第二辐射信号具有相同的发射率，进而通过第一辐射信号和第二辐射信号即可确定待检测物体的发射率，检测过程简单，能够实现发射率的高频次和/或实时检测。
另外，根据本发明上述实施例的发射率检测装置，还可以具有如下附加的技术特征：
在上述技术方案中，进一步地，发射率检测装置还包括：调制盘，调制盘设置在反射镜和待检测物体之间；电机，电机与控制器相连接，用于接收控制信号以驱动调制盘转动，在调制盘转动至第一位置时，调制盘阻挡第二辐射光线；在调制盘转动至第二位置时，调制盘解除对第二辐射光线的阻挡，以使第二辐射光线传播至反射镜。
在该技术方案中，为了便于区分第一辐射信号和第二辐射信号，通过在反射镜和待检测物体之间设置调制盘以及与调制盘相匹配的电机，其中电机与控制器相连接，接收控制信号以驱动调制盘转动，在调制盘转动至第一位置时，调制盘阻挡第二辐射光线；在调制盘转动至第二位置时，调制盘解除对第二辐射光线的阻挡，以使第二辐射光线传播至反射镜，电机与控制器相连接，利用电机驱动调制盘工作便于第一辐射信号和第二辐射信号的控制，便于待检测物体的发射率的高频率检测。
在上述任一技术方案中，进一步地，控制器具体用于：根据第一辐射信号和第二辐射信号确定待检测物体的反射率；根据反射率确定待检测物体的发射率。
在该技术方案中，在已知反射镜的反射率和传感器的规格参数的情况下，根据第一辐射信号和第二辐射信号确定待检测物体的反射率，并根据基尔霍夫定律确定待检测物体的发射率。由基尔霍夫定律可知，发射率与反射率的和是为1的固定值，因此，进而将发射率的检测问题转化成反射率的测定，而反射率可以根据待检测物体发射的第一辐射光线确定的第一辐射信号和在待检测物体反射情况下的第三辐射光线来确定，进一步地，为了实现待检测物体在固定角度的发射率，将反射镜反射的第二辐射光线与第一辐射光线与经由待检测物体确定的法线之间的夹角相同。
在上述任一技术方案中，进一步地，物品盛装台与控制器相连接，物品盛装台还用于：根据接收到的温度参数对待检测物体进行温度调节。
在该技术方案中，由于发射率与待检测物体的自身温度相关，故物品盛装台根据接收到的温度参数对待检测物体进行温度调节，进而实现对检测物体不同温度下的发射率进行检测，进而实现待检测物体的发射率的标定。
在上述任一技术方案中，进一步地，控制器还用于：根据第一辐射信号和第二辐射信号中至少一个和发射率确定待检测物体的温度值。
在该技术方案中，由于发射率是根据第一辐射信号和第二辐射信号确定的，而第一辐射信号是待检测物体辐射的能量，由第一辐射信号和第二辐射信号中任意一个和确定的发射率在基于黑体辐射公式可以确定待检测物体的温度值，由于温度值是根据标定的发射率确定的，因此，提高了温度检测的可靠性。
在上述任一技术方案中，进一步地，发射率检测装置还包括：滤光片，滤光片设置在传感器和待检测物体之间，用于透射第一辐射光线和第三辐射光线中指定波长的辐射光线。
在该技术方案中，通过在传感器与待检测物体之间设置滤光片，利用滤光片具有的透射指定波长的辐射光线的特点，对第一辐射光线和第三辐射光线中的其他波长的光线进行滤除，进而测定的发射率是待检测物体在指定波长下的发射率，消除其他波长的辐射光线对发射率的影响，进而提高了发射率标定的可靠性。
在上述任一技术方案中，进一步地，发射率检测装置还包括：分束镜；光源，用于发出校准光线至分束镜；分束镜设置在滤光片和待检测物体之间，用于将校准光线反射至待检测物体，以使待检测物体反射校准光线至反射镜；透射经由反射镜和待检测物体反射的校准光线至传感器。
在该技术方案中，发射率检测装置还包括：分束镜和光源，其中分束镜设置在滤光片和待检测物体之间，光源，用于发出校准光线至分束镜，其中分束镜将校准光线反射至待检测物体，以使待检测物体反射校准光线至反射镜，反射镜将接收到的校准光线逆向反射至分束镜，经过分束镜透射并传输至传感器，进而实现装置光路的校准。
在上述任一技术方案中，进一步地，发射率检测装置还包括：物镜，设置在待检测物体和传感器之间，用于对第一辐射光线和第三辐射光线进行汇聚。
在该技术方案中，通过在待检测物体和传感器之间设置物镜，将待检测物体发出的第一辐射光线和第三辐射光线进行汇聚，增强传感器接收到的光线强度，避免因为待检测物体发出的第一辐射光线和第三辐射光线强度过低，造成的传感器无法感知。
在上述任一技术方案中，进一步地，发射率检测装置还包括：中继透镜，中继透镜设置在物镜和传感器之间，用于将第一辐射光线和第三辐射光线成像在传感器上。
在该技术方案中，通过在物镜和传感器之间设置中继透镜，将透过物镜的第一辐射光线和第三辐射光线成像在传感器上，以便传感器获取得到第一辐射信号和第二辐射信号，进一步地，中继透镜设置在物镜的实像位置，以确保第一辐射光线和第三辐射光线能够全部进入传感器中，进而确保发射率的置信度。
在上述任一技术方案中，进一步地，发射率检测装置还包括：输入装置，输入装置与控制器相连接，用于输入控制信号，以使电机按照控制信号驱动调制盘转动；输入装置还用于：输入温度参数，以使物品盛装台按照温度参数对待检测物体进行温度调节。
在该技术方案中，发射率检测装置设有输入装置，利用输入装置对电机和物品盛装台进行参数控制，进而实现可控的温度检测。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的发射率检测装置的结构示意图；
图2示出了本发明的一个实施例的反射镜和传感器的位置示意图；
图3示出了本发明的一个实施例中接收第一辐射光线的位置示意图；
图4示出了本发明的一个实施例中接收第三辐射光线的位置示意图；
图5示出了本发明的一个实施例中发射率检测装置的原理示意图；
图6示出了根据本发明中一个实施例的发射率检测装置的结构示意图。
其中，图1至图6中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
2物品盛装台，4传感器，6反射镜，8控制器，10调制盘，12电机，14滤光片，16分束镜，18光源，20物镜，22中继透镜，24输入装置，26执行受控单元，28模数转换电路，30选频放大电路。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
本发明提出了一种发射率检测装置，如图1至图4所示，发射率检测装置包括：物品盛装台2，用于盛装待检测物体；传感器4，用于接收发自待检测物体的第一辐射光线以得到第一辐射信号；反射镜6，反射镜6与传感器4对称设置在以待检测物体表面所确定的法线两侧，用于将发自待检测物体的第二辐射光线反射至待检测物体，以使待检测物体反射第三辐射光线；传感器4还用于：接收第一辐射光线和第三辐射光线以得到第二辐射信号；控制器8，控制器8与传感器4相连接，用于根据第一辐射信号和第二辐射信号确定待检测物体的发射率。
本发明提出的发射率检测装置包括物品盛装台2、传感器4、反射镜6和控制器8，其中，如图2所示，反射镜6和传感器4分别位于物品盛装台2中盛装的待检测物体所确定的法线两侧，在待检测物体发出第二辐射光线传输至反射镜6，反射镜6根据第二辐射光线反射第三辐射光线，其中，第二辐射光线与第三辐射光线在空间中的传播方向相反，第一辐射光线与第二辐射光线与法线具有相同的夹角，如图3所示，传感器4检测第一辐射光线得到第一辐射信号，如图3和图4所示，检测第一辐射光线和第三辐射光线得到第二辐射信号，由于物品盛装台2、传感器4和反射镜6具有上述位置关系，故检测得到的第一辐射信号和第二辐射信号具有相同的发射率，进而通过第一辐射信号和第二辐射信号即可确定待检测物体的发射率，检测过程简单，能够实现发射率的高频次和/或实时检测。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，发射率检测装置还包括：调制盘10，调制盘10设置在反射镜6和待检测物体之间；电机12，电机12与控制器8相连接，用于接收控制信号以驱动调制盘10转动，在调制盘10转动至第一位置时，调制盘10阻挡第二辐射光线；在调制盘10转动至第二位置时，调制盘10解除对第二辐射光线的阻挡，以使第二辐射光线传播至反射镜6。
在该实施例中，为了便于区分第一辐射信号和第二辐射信号，通过在反射镜6和待检测物体之间设置调制盘10以及与调制盘10相匹配的电机12，其中电机12与控制器8相连接，接收控制信号以驱动调制盘10转动，在调制盘10转动至第一位置时，调制盘10阻挡第二辐射光线；在调制盘10转动至第二位置时，调制盘10解除对第二辐射光线的阻挡，以使第二辐射光线传播至反射镜6，电机12与控制器8相连接，利用电机12驱动调制盘10工作便于第一辐射信号和第二辐射信号的控制，便于待检测物体的发射率的高频率检测。
在本发明的一个实施例中，控制器8具体用于：根据第一辐射信号和第二辐射信号确定待检测物体的反射率；根据反射率确定待检测物体的发射率。
在该实施例中，在已知反射镜6的反射率和传感器4的规格参数的情况下，根据第一辐射信号和第二辐射信号确定待检测物体的反射率，并根据基尔霍夫定律确定待检测物体的发射率。由基尔霍夫定律可知，发射率与反射率的和是为1的固定值，因此，进而将发射率的检测问题转化成反射率的测定，而反射率可以根据待检测物体发射的第一辐射光线确定的第一辐射信号和在待检测物体反射情况下的第三辐射光线来确定，进一步地，为了实现待检测物体在固定角度的发射率，将反射镜6反射的第二辐射光线与第一辐射光线与经由待检测物体确定的法线夹角相同。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，物品盛装台2与控制器8相连接，物品盛装台2还用于：根据接收到的温度参数对待检测物体进行温度调节。
在该实施例中，由于发射率与待检测物体的自身温度相关，故物品盛装台2根据接收到的温度参数对待检测物体进行温度调节，进而实现对检测物体不同温度下的发射率进行检测，进而实现待检测物体的发射率的标定。
在本发明的一个实施例中，控制器8还用于：根据第一辐射信号和第二辐射信号中至少一个和发射率确定待检测物体的温度值。
在该实施例中，由于发射率是根据第一辐射信号和第二辐射信号确定的，而第一辐射信号是待检测物体辐射的能量，由第一辐射信号和第二辐射信号中任意一个和确定的发射率在基于黑体辐射公式可以确定待检测物体的温度值，由于温度值是根据标定的发射率确定的，因此，提高了温度检测的可靠性。
在本发明的一个实施例中，如图5所示，发射率检测装置还包括：滤光片14，滤光片14设置在传感器4和待检测物体之间，用于透射第一辐射光线和第三辐射光线中指定波长的辐射光线。
在该实施例中，通过在传感器4与待检测物体之间设置滤光片14，利用滤光片14具有的透射指定波长的辐射光线的特点，对第一辐射光线和第三辐射光线中的其他波长的光线进行滤除，进而测定的发射率是待检测物体在指定波长下的发射率，消除其他波长的辐射光线对发射率的影响，进而提高了发射率标定的可靠性。
在本发明的一个实施例中，如图5所示，发射率检测装置还包括：分束镜16；光源18，用于发出校准光线至分束镜16；分束镜16设置在滤光片14和待检测物体之间，用于将校准光线反射至待检测物体，以使待检测物体反射校准光线至反射镜6；透射经由反射镜6和待检测物体反射的校准光线至传感器4。
在该实施例中，发射率检测装置还包括：分束镜16和光源18，其中分束镜16设置在滤光片14和待检测物体之间，光源18，用于发出校准光线至分束镜16，其中分束镜16将校准光线反射至待检测物体，以使待检测物体反射校准光线至反射镜6，反射镜6将接收到的校准光线逆向反射至分束镜16，经过分束镜16透射并传输至传感器4，进而实现装置光路的校准，其中光源18为激光器。
在本发明的一个实施例中，如图5所示，发射率检测装置还包括：物镜20，设置在待检测物体和传感器4之间，用于对第一辐射光线和第三辐射光线进行汇聚。
在该实施例中，通过在待检测物体和传感器4之间设置物镜20，将待检测物体发出的第一辐射光线和第三辐射光线进行汇聚，增强传感器4接收到的光线强度，避免因为待检测物体发出的第一辐射光线和第三辐射光线强度过低，造成的传感器4无法感知。
在本发明的一个实施例中，如图5所示，发射率检测装置还包括：中继透镜22，中继透镜22设置在物镜20和传感器4之间，用于将第一辐射光线和第三辐射光线成像在传感器4上。
在该实施例中，通过在物镜20和传感器4之间设置中继透镜22，将透过物镜20的第一辐射光线和第三辐射光线成像在传感器4上，以便传感器4获取得到第一辐射信号和第二辐射信号，进一步地，中继透镜22设置在物镜20的实像位置，以确保第一辐射光线和第三辐射光线能够全部进入传感器4中，进而确保发射率的置信度。
在本发明的一个实施例中，如图5所示，发射率检测装置还包括：输入装置24，输入装置24与控制器8相连接，用于输入控制信号，以使电机12按照控制信号驱动调制盘10转动；输入装置24还用于：输入温度参数，以使物品盛装台2按照温度参数对待检测物体进行温度调节。
在该实施例中，发射率检测装置设有输入装置24，利用输入装置24对电机12和物品盛装台2进行参数控制，进而实现可控的温度检测。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，当调制盘10遮挡第二辐射光线的情况下，即传感器4只能接收第一辐射光线，得到第一辐射信号P1，
其中，D为光瞳口径；f′为光学接收***的焦距；τ0为大气的传播系数；A为探测器的灵敏元面积；ελ为温度为T的待测物体在波长λ处的发射率；Lλ为温度为T的黑体在波长λ处的辐射出射度；τλ为光学***对波长为λ的光的总透过率。
当调制盘10不遮挡第二辐射光线的情况下，待检测物体发出的第二辐射光线传输至反射镜6，经由反射镜6反射第三辐射光线，其中返回至待检测物体的辐射能为
P′1＝γ1ελLλ；
其中，γ1为反射镜6的有效反射率，如图4所示，传感器4能接收第一辐射光线和第三辐射光线，得到第二辐射信号P2，
其中，γ2为待测物体表面的有效反射率；η为调制盘10的调制系数；β为待测物体表面镜面反射特性的光学校正系数，由吉尔霍夫定律可知：
γ2＝1-ελ；
在极窄的波段内对于同一种待测面而言，可以认为β是一常数；同时也可以认为ελ及τλ与波长无关，因此可以导出：
ελ＝1-(P2/P1-1)/γ1β；
在调制盘10每转动一周，传感器4检测达到一次P1和P2，得到一次发射率的检测结果。
利用黑体辐射公式Lλ＝2πhc2λ-5[exp(hc/λkT)-1]-1与P1和P2中任意一个检测结果，即可计算得到待检测物体的当前温度值，
其中，h为Planck常数；k为Boltzmann常数1；c为光速。
如图6所示，待测物体的连续热辐射，一路经窄带干涉滤光片14滤光后由透镜聚焦到传感器4上；另一路经调制盘10调制成脉冲光、反射镜6沿原路反射回待测面后、再由待测面反射、窄带干涉滤光片14滤光后进入传感器4(光电传感器4，诸如红外传感器4)，由传感器4中光电转换***转变成电信号。调制盘10每转动一周，光电探测器就接收到两个不同的电信号(一个信号为第一辐射信号P1，另一个信号为第二辐射信号P2)。这两个电信号分别经选频放大电路30(前置放大和选频放大)和模数转换电路28模-数转换后再进行必要的数据处理，即可获得在某一波长点处、某一测量角度下待测物体的发射率以及温度信息。
具体地，发射率检测装置的技术指标如下：
量程：0.1-0.99
发射率测量误差：±10％
温度测量范围：400-1100℃
温度测量误差：0.2％
加热体温度控制精度：±2℃
进一步地，当待检测物体通过物品盛装台2加热到某一温度时，驱动调制盘10的电机12随即启动，反射镜6反射的光信号则被调制盘10调制。光学接收***(包括传感器4、调制盘10和电机12)分别采集待测物体在该温度下反射镜6起作用和反射镜6不起作用时的第一辐射信号P1和第二辐射信号P2。***将这两路信号交由控制器8处理后，即可计算出物体在该温度下的发射率和温度。
其中，某一温度通过输入装置24(包括触摸屏、键盘和显示器)输入温度参数后通过执行受控单元26(如用于驱动物品盛装台2对待检测物体进行加热控制的电路)控制物品盛装台2对待检测物体进行加热。
利用研制出的发射率检测装置在确定的波长下测量待测物体(特别是那些发射率随温度变化较大的物体)的发射率随温度等的变化关系；再使用更换窄带干涉滤光片14的方法来改变仪器的工作波长，进而研究在不同波长下待测物体的发射率随其温度等的变化行为，找到发射率随温度等的变化规律。
本发射率检测装置(测温仪)解决了发射率准确标定的问题，实现了温度的实时、准确测量。只需对仪器稍加改进(如增加水冷装置以消除工业环境下的环境高温对测温精度的影响、增加反射镜6的尺寸以加大反射信号的强度等)，即可在工业现场使用。由于其简单的结构和较低的生产成本，使其具有较大的市场潜力，同时对于对温度测量有严格要求的生产流水线，该仪器能大幅提高测温精度。对降低次品率、提高产品质量和劳动效率都很有意义。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发射率检测装置，其特征在于，包括：
物品盛装台，用于盛装待检测物体；
传感器，用于接收发自所述待检测物体的第一辐射光线以得到第一辐射信号；
反射镜，所述反射镜与所述传感器对称设置在以所述待检测物体表面所确定的法线两侧，用于将发自所述待检测物体的第二辐射光线反射至所述待检测物体，以使所述待检测物体反射第三辐射光线；
所述传感器还用于：接收所述第一辐射光线和所述第三辐射光线以得到第二辐射信号；
控制器，所述控制器与所述传感器相连接，用于根据所述第一辐射信号和所述第二辐射信号确定所述待检测物体的发射率。
2.根据权利要求1所述的发射率检测装置，其特征在于，还包括：
调制盘，所述调制盘设置在所述反射镜和所述待检测物体之间；
电机，所述电机与所述控制器相连接，用于接收控制信号以驱动所述调制盘转动，在所述调制盘转动至第一位置时，所述调制盘阻挡所述第二辐射光线；在所述调制盘转动至第二位置时，所述调制盘解除对所述第二辐射光线的阻挡，以使所述第二辐射光线传播至所述反射镜。
3.根据权利要求1所述的发射率检测装置，其特征在于，所述控制器具体用于：
根据所述第一辐射信号和第二辐射信号确定所述待检测物体的反射率；
根据所述反射率确定所述待检测物体的发射率。
4.根据权利要求2所述的发射率检测装置，其特征在于，所述物品盛装台与所述控制器相连接，所述物品盛装台还用于：根据接收到的温度参数对所述待检测物体进行温度调节。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的发射率检测装置，其特征在于，所述控制器还用于：
根据所述第一辐射信号和所述第二辐射信号中至少一个和所述发射率确定所述待检测物体的温度值。
6.根据权利要求1所述的发射率检测装置，其特征在于，还包括：
滤光片，所述滤光片设置在所述传感器和所述待检测物体之间，用于透射所述第一辐射光线和第三辐射光线中指定波长的辐射光线。
7.根据权利要求6所述的发射率检测装置，其特征在于，还包括：
分束镜；
光源，用于发出校准光线至所述分束镜；
所述分束镜设置在所述滤光片和所述待检测物体之间，用于将所述校准光线反射至所述待检测物体，以使所述待检测物体反射所述校准光线至所述反射镜；
透射经由所述反射镜和所述待检测物体反射的所述校准光线至所述传感器。
8.根据权利要求7所述的发射率检测装置，其特征在于，还包括：
物镜，设置在所述待检测物体和所述传感器之间，用于对所述第一辐射光线和所述第三辐射光线进行汇聚。
9.根据权利要求8所述的发射率检测装置，其特征在于，还包括：
中继透镜，所述中继透镜设置在所述物镜和所述传感器之间，用于将所述第一辐射光线和所述第三辐射光线成像在所述传感器上。
10.根据权利要求4所述的发射率检测装置，其特征在于，还包括：
输入装置，所述输入装置与所述控制器相连接，用于输入所述控制信号，以使所述电机按照所述控制信号驱动所述调制盘转动；
所述输入装置还用于：输入所述温度参数，以使所述物品盛装台按照所述温度参数对所述待检测物体进行温度调节。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910378744.XA CN110108675A (zh) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | 发射率检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910378744.XA CN110108675A (zh) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | 发射率检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110108675A true CN110108675A (zh) | 2019-08-09 |
Family
ID=67488804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910378744.XA Pending CN110108675A (zh) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | 发射率检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110108675A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110702232A (zh) * | 2019-10-11 | 2020-01-17 | 河海大学 | 一种测试路面材料发射率的装置及方法 |
| CN111207840A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-29 | 上海晓同机电科技有限公司 | 一种表面发射率在线测试装置及其方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1084655A (zh) * | 1993-10-21 | 1994-03-30 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 光纤传感温度测量控制仪 |
| CN201107116Y (zh) * | 2007-11-23 | 2008-08-27 | 中国航天科工集团第二研究院二○七所 | 高测温量程的红外傅立叶光谱仪 |
| CN101308091A (zh) * | 2008-06-17 | 2008-11-19 | 苏州大学 | 测量光学非线性的4f相位相干成像方法 |
| CN201772994U (zh) * | 2010-08-10 | 2011-03-23 | 杭州科汀光学技术有限公司 | 具有对称性和自校准的垂直入射薄膜反射率计 |
| EP2401163A1 (en) * | 2009-02-27 | 2012-01-04 | Fortress Optical Features Ltd | Security device |
| CN103063312A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-04-24 | 南京理工大学 | 一种测量物体发射率的测量***及方法 |
| CN103292728A (zh) * | 2013-05-16 | 2013-09-11 | 中国科学院高能物理研究所 | 一种高精度长程面形检测***及检测方法 |
| CN104136597A (zh) * | 2011-12-28 | 2014-11-05 | 新加坡科技研究局 | 平衡辐射传递的方法和装置 |
| CN106644099A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-05-10 | 东北林业大学 | 一种多光谱温度场测量装置 |
| WO2017200117A1 (ko) * | 2016-05-17 | 2017-11-23 | 한빛이디에스(주) | Saw소자를 이용한 무선 온도 측정 장치 |
| CN108941886A (zh) * | 2017-05-22 | 2018-12-07 | 恩耐公司 | 对激光材料加工的精密标度时间控制 |
-
2019
- 2019-05-08 CN CN201910378744.XA patent/CN110108675A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1084655A (zh) * | 1993-10-21 | 1994-03-30 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 光纤传感温度测量控制仪 |
| CN201107116Y (zh) * | 2007-11-23 | 2008-08-27 | 中国航天科工集团第二研究院二○七所 | 高测温量程的红外傅立叶光谱仪 |
| CN101308091A (zh) * | 2008-06-17 | 2008-11-19 | 苏州大学 | 测量光学非线性的4f相位相干成像方法 |
| EP2401163A1 (en) * | 2009-02-27 | 2012-01-04 | Fortress Optical Features Ltd | Security device |
| CN201772994U (zh) * | 2010-08-10 | 2011-03-23 | 杭州科汀光学技术有限公司 | 具有对称性和自校准的垂直入射薄膜反射率计 |
| CN104136597A (zh) * | 2011-12-28 | 2014-11-05 | 新加坡科技研究局 | 平衡辐射传递的方法和装置 |
| CN103063312A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-04-24 | 南京理工大学 | 一种测量物体发射率的测量***及方法 |
| CN103292728A (zh) * | 2013-05-16 | 2013-09-11 | 中国科学院高能物理研究所 | 一种高精度长程面形检测***及检测方法 |
| WO2017200117A1 (ko) * | 2016-05-17 | 2017-11-23 | 한빛이디에스(주) | Saw소자를 이용한 무선 온도 측정 장치 |
| CN106644099A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-05-10 | 东北林业大学 | 一种多光谱温度场测量装置 |
| CN108941886A (zh) * | 2017-05-22 | 2018-12-07 | 恩耐公司 | 对激光材料加工的精密标度时间控制 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 施德恒: "一种可同时测量发射率及温度的被动式测温***", 《计量学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110702232A (zh) * | 2019-10-11 | 2020-01-17 | 河海大学 | 一种测试路面材料发射率的装置及方法 |
| CN111207840A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-29 | 上海晓同机电科技有限公司 | 一种表面发射率在线测试装置及其方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4924478A (en) | Method of and device for contactless temperature measurement of an object independently of radiation emissivity | |
| EP1645854B1 (en) | Method and apparatus for measurement of optical detector linearity | |
| US6012840A (en) | Single-fiber multi-color pyrometry | |
| NO163653B (no) | Laser-radiometer. | |
| CN110108675A (zh) | 发射率检测装置 | |
| CN103185707B (zh) | 光学材料高温透过率测试装置 | |
| US6682216B1 (en) | Single-fiber multi-color pyrometry | |
| US7348538B2 (en) | Methods and systems for detecting proximity of an object | |
| US4818102A (en) | Active optical pyrometer | |
| CN111024258A (zh) | 一种碱金属气室内部热分布与热稳定测量装置 | |
| US5436443A (en) | Polaradiometric pyrometer in which the parallel and perpendicular components of radiation reflected from an unpolarized light source are equalized with the thermal radiation emitted from a measured object to determine its true temperature | |
| US3422678A (en) | Apparatus and method for measuring temperatures | |
| US4884896A (en) | Production line emissivity measurement system | |
| CN205642633U (zh) | 基于光辐射的测温设备及*** | |
| EP0317653B1 (en) | Apparatus for remote measurement of temperatures | |
| JPH07301679A (ja) | 人体検出装置 | |
| CN113567955B (zh) | 基于单腔双工作波长fpi的水体探测激光雷达 | |
| CN206132224U (zh) | 温度探测头和温度探测设备 | |
| KR101948975B1 (ko) | 측정 체적이 확장된 에어로졸의 광흡수계수 측정시스템 | |
| CN110530524A (zh) | 一种基于能量法的方向发射率快速测量装置 | |
| US4985858A (en) | Method and apparatus for temperature determination | |
| JPS63263447A (ja) | 気体濃度検出装置 | |
| CN108267240B (zh) | 一种激光辅助辐射温度测量装置及测量方法 | |
| Small IV et al. | Two-color infrared thermometer for low-temperature measurement using a hollow glass optical fiber | |
| US5170224A (en) | Laser wavelength measuring device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190809 |