今天為大家介紹一項(xiàng)國家發(fā)明授權(quán)專利——溫度測量系統(tǒng)。該專利由上海理工大學(xué)申請，并于2016年12月7日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明涉及一種溫度測量裝置，具體涉及一種結(jié)構(gòu)簡單、能夠快速測量出存在電磁干擾或腐蝕性液體等特殊環(huán)境中的待測物體的溫度的溫度測量系統(tǒng)。

發(fā)明背景

溫度傳感器作為測量物體溫度的裝置，目前已被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。但是，當(dāng)需要對一些特殊環(huán)境中的待測物體進(jìn)行測量溫度時(shí)，例如、存在電磁干擾或者腐蝕性液體的特殊環(huán)境，傳統(tǒng)的溫度傳感器由于不具有抗干擾、抗腐蝕的特性而無法完成該種情況下的溫度的測量中的待測物體的溫度的溫度測量傳統(tǒng)傳感器無法完成。

由于傳統(tǒng)溫度傳感器易受電磁干擾影響、體積大、使用壽命短和靈活性差等原因，因此，光纖溫度傳感器逐漸代替了傳統(tǒng)的溫度傳感器。如今，使用較多的是光纖光柵傳感器，還有摻雜質(zhì)的光纖傳感器等，這些都是基于光譜或光強(qiáng)的傳感器，在實(shí)現(xiàn)對溫度進(jìn)行測量時(shí)需要高昂的附屬測量設(shè)備配合測量。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種結(jié)構(gòu)簡單并且能夠快速測量出存在電磁干擾或腐蝕性液體等特殊環(huán)境中的待測物體的溫度的溫度測量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能 夠快速測量出存在電磁干擾或腐蝕性液體等特殊環(huán)境中的待測物體的溫度的溫度測量系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的溫度測量系統(tǒng)，用于測量待測物體的溫度，具有這樣的特征，包括：光源部，包含：用于提供激光的光源單元、對激光進(jìn)行聚焦的聚焦透鏡、及對聚焦后的激光進(jìn)行濾波的濾波光纖環(huán)；轉(zhuǎn)換部，包含：用于將至少通過聚焦及濾波后的激光的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的電荷耦合元件CCD；探溫部，包含：通過光纖連接在濾波光纖環(huán)和電荷耦合元件之間用于放入待測物體中的傳感光纖環(huán)，以及獲取計(jì)算部，包含：與電荷耦合元件相連接的圖像獲取單元、與圖像獲取單元相連接用于獲取激光通過傳感光纖環(huán)發(fā)生旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度的角度獲取單元、及基于旋轉(zhuǎn)角度根據(jù)溫度角度公式計(jì)算出溫度的溫度計(jì)算單元。

其中，當(dāng)傳感光纖環(huán)未放入待測物體中時(shí)，激光經(jīng)由傳感光纖環(huán)進(jìn)入電荷耦合元件中，圖像獲取單元獲取激光的初始光斑圖像，當(dāng)傳感光纖環(huán)放入待測物體中時(shí)，激光經(jīng)由傳感光纖環(huán)時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的激光進(jìn)入電荷耦合元件中，圖像獲取單元獲取旋轉(zhuǎn)后的激光的旋轉(zhuǎn)光斑圖像，角度獲取單元根據(jù)初始光斑圖像和旋轉(zhuǎn)光斑圖像得到旋轉(zhuǎn)角度。

在本發(fā)明提供的溫度測量系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，轉(zhuǎn)換部還包含連接在電荷耦合元件與傳感光纖環(huán)之間的半圓光纖環(huán)，該半圓光纖環(huán)用于改變激光的傳播方向，使得由傳感光纖環(huán)發(fā)出的激光回返至電荷耦合元件中。

在本發(fā)明提供的溫度測量系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，濾波光纖環(huán)是由單模光纖以第一預(yù)定直徑和第一預(yù)定圈數(shù)繞制形成的光纖 環(huán)，傳感光纖環(huán)是由單模光纖以第二預(yù)定直徑和第二預(yù)定圈數(shù)繞制形成的光纖環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明所涉及的溫度測量系統(tǒng)，光源單元發(fā)出的激光經(jīng)聚焦透鏡聚焦后進(jìn)入濾波光纖環(huán)內(nèi)進(jìn)行濾波，濾波后的激光進(jìn)入傳感光纖環(huán)中，當(dāng)傳感光纖環(huán)未放入待測物體中時(shí)，濾波后的激光經(jīng)傳感光纖環(huán)進(jìn)入電荷耦合元件中，此時(shí)，圖像獲取單元獲取激光的初始光斑圖像，當(dāng)傳感光纖環(huán)放入待測物體中時(shí)，濾波后的激光經(jīng)在傳感光纖環(huán)內(nèi)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的激 光進(jìn)入電荷耦合元件中，此時(shí)，圖像獲取單元獲取旋轉(zhuǎn)的激光的旋轉(zhuǎn)光斑圖像，角度獲取單元根據(jù)初始光斑圖像和旋轉(zhuǎn)光斑圖像得到旋轉(zhuǎn)角度，溫度計(jì)算單元根據(jù)溫度角度公式計(jì)算出待測物體的溫度，因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對待測物體的溫度進(jìn)行測量，另外，本發(fā)明的溫度測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)。