光电高温计的性能参数测试与评价
发布时间：2020-10-25 19:47
光电高温计作为非接触式测温的重要温度计之一,在国民经济建设、国防军事等领域都发挥着重要的作用。目前国内用于温标量传的光电高温计有RT9031和RT9032。RT9032是在RT9031的基础上研制的,被广泛应用于工业生产、制造业和科学研究等各个行业。但是随着国内标准高温计数量的增加,近年来测温过程中出现的问题也越来越多,主要问题有稳定性出现不明原因的超差、测温不一致、低量程下暗电流大等。为了解决上述问题本文从高温计的光路系统、电测仪表等方面做出了改进,从而提高其性能。通过主要性能参数评价高温计。具体开展的研究内容及主要研究成果如下:首先,测试了旧型的RT9032-50#光电高温计的主要性能参数,详细分析各个参数对高温计测温的影响,进行测温的稳定性以及不确定度分析。其次,基于旧型的RT9032-50#光电高温计的光路基础,通过ZEAMX软件分析了各部分镜头的成像性能,仿真了光电高温计的工作过程,分析了光电高温计存在的主要问题,从而改进了光电高温计的光路系统,提高了光电高温计的成像性能,有效减小了辐射源尺寸效应对高温计测温的影响。再次,由于光电高温计测温时需搭配一款电压测量和温度显示的仪表使用。针对RT9032系列标准辐射温度计设计了一款专用的电测显示仪表,解决了以往光电高温计需搭配其它数字表使用且操作不便的问题,实现了光电高温计快速准确测温。最后,将改进后的光电高温计和电测显示仪表搭配使用,编号为RT9032-51#,测试RT9032-51#光电高温计主要性能参数,对改进前后高温计的性能参数对比分析,进行评价。
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH811.2
【部分图文】：
对光谱响应度分度[22]。NIST 继续进行深入的研究，在 2008 年取得显著1.55 微米的标准光电高温计研制成功，测温范围扩大到 150-1000℃之间IST 的 Howard W. Yoon 等人开发的辐射温度计的结构图如图 1.1 所示，入了 Lyot 光阑来提高辐射温度计的测试精度。该辐射温度计物镜成像的半径和斯特列尔比如表 1.1 所示，RMS 弥散斑半径小于系统衍射极限，近 1，成像性能优异[24-25]。
从性能来看无透镜光电高温计远远高于传统的标准光电温计，辐射源应更小。2010 年，在低温辐射计的光谱辐射法热力学温度测定中，PTB 以可调-单色仪方案积分球标准亮度源绝对分度了 LP3 高温计，基于卤钨灯和单色仪的合成不确定度较大，分析其原因是由于对 LP3 光谱响应度测量的不确定度较大的。PTB 研制的 Linearpyrometer LP4 标准辐射温度计如图 1.2 所示，线性度高[29]。温度计的主要性能参数如下：（1）工作谱段：650nm，10nm 带宽；（2）工作距离：500mm~1700mm；（3）视场光阑口径：0.25mm；（4）成像目标：0.8mm~3.4mm。
高温计基本结构高温计主要分成两个部分：系统设计及机械系统设计，包括透镜，反射镜，探测器的光学测光具座，仪器外壳，基体等设计；控制系统设计，包括放大器，电测仪表等设计。高温计光学结构和机械结构1 是光电高温计光学系统组成，主要包括两部分：探测光路和目视镜、2-视场光阑、3-孔径光阑、4-汇聚透镜、5-滤光片和 6-探测光路，用来收集辐射目标辐射的光信号；1-物镜、2-视场光阑、7-观透镜、9-减弱滤光片和 10-目镜构成目视瞄准光路，用来瞄准被测光路和目视瞄准光路共用 1-物镜。部分辐射光线通过 2-视场光分辐射光线经 2-视场光阑的反射部分到达 10-目镜。1-物镜可以移动，通过调节物镜使从目镜观察到的被测目标与 2-视场光阑的，即认为被测目标为最佳成像位置，此时进行被测目标的辐射能量
【参考文献】
本文编号：2855879
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH811.2
【部分图文】：
对光谱响应度分度[22]。NIST 继续进行深入的研究，在 2008 年取得显著1.55 微米的标准光电高温计研制成功，测温范围扩大到 150-1000℃之间IST 的 Howard W. Yoon 等人开发的辐射温度计的结构图如图 1.1 所示，入了 Lyot 光阑来提高辐射温度计的测试精度。该辐射温度计物镜成像的半径和斯特列尔比如表 1.1 所示，RMS 弥散斑半径小于系统衍射极限，近 1，成像性能优异[24-25]。
从性能来看无透镜光电高温计远远高于传统的标准光电温计，辐射源应更小。2010 年，在低温辐射计的光谱辐射法热力学温度测定中，PTB 以可调-单色仪方案积分球标准亮度源绝对分度了 LP3 高温计，基于卤钨灯和单色仪的合成不确定度较大，分析其原因是由于对 LP3 光谱响应度测量的不确定度较大的。PTB 研制的 Linearpyrometer LP4 标准辐射温度计如图 1.2 所示，线性度高[29]。温度计的主要性能参数如下：（1）工作谱段：650nm，10nm 带宽；（2）工作距离：500mm~1700mm；（3）视场光阑口径：0.25mm；（4）成像目标：0.8mm~3.4mm。
高温计基本结构高温计主要分成两个部分：系统设计及机械系统设计，包括透镜，反射镜，探测器的光学测光具座，仪器外壳，基体等设计；控制系统设计，包括放大器，电测仪表等设计。高温计光学结构和机械结构1 是光电高温计光学系统组成，主要包括两部分：探测光路和目视镜、2-视场光阑、3-孔径光阑、4-汇聚透镜、5-滤光片和 6-探测光路，用来收集辐射目标辐射的光信号；1-物镜、2-视场光阑、7-观透镜、9-减弱滤光片和 10-目镜构成目视瞄准光路，用来瞄准被测光路和目视瞄准光路共用 1-物镜。部分辐射光线通过 2-视场光分辐射光线经 2-视场光阑的反射部分到达 10-目镜。1-物镜可以移动，通过调节物镜使从目镜观察到的被测目标与 2-视场光阑的，即认为被测目标为最佳成像位置，此时进行被测目标的辐射能量
【参考文献】
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本文编号：2855879
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