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一种红外 辐射 高温计

阅读：242发布：2020-05-19

专利汇可以提供一种红外辐射高温计专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种红外辐射高温计，涉及测量技术领域。所述红外辐射高温计，用于测量叶片的表面温度，包含信号传输线、数据采集系统、光学管路、光电转换及放大电路。被测叶片发出的红外辐射进入光学管路内，红外辐射经过光学管路后被光电转换及放大电路接收，并将光信号转变为电信号，然后将电信号放大，放大后的电信号经过信号传输线将电信号传输至数据采集中心。本实用新型的优点在于：本实用新型的红外辐射高温计为非接触式测量，不需要改动叶片，发动机上也不需要设置引线孔，省去了测试引线，而且可以实现叶片温度的实时测量。，下面是一种红外辐射高温计专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种红外辐射高温计，用于测量叶片(3)的表面温度，包含信号传输线(2)及数据采集系统，其特征在于：包含光学管路(1)、光电转换及放大电路，其中，所述光学管路(1)中空且具有两端，其中一端设置有法兰，另一端的侧壁上设置有光学窗口(11)，所述光学管路(1)中空的内部设置有镜片(13)及聚光透镜(14)，叶片(3)发出的红外辐射经光学窗口(11)打在镜片(13)上，镜片(13)将所述红外辐射反射到聚光透镜(14)上；
光电转换及放大电路设置在所述光学管路(1)的法兰端，包含光电探测器(6)及放大电路(8)，所述红外辐射经过聚光透镜(14)后被所述光电探测器(6)接收，并将光信号转换为电信号，所述电信号经所述放大电路(8)放大；
所述信号传输线(2)的一端连接所述放大电路(8)的输出端，另一端连接所述数据采集系统，所述电信号经过信号传输线(2)传输至所述数据采集系统。
2.根据权利要求1所述的红外辐射高温计，其特征在于：所述光学管路(1)内进一步包含滤光片(4)，所述滤光片(4)设置在所述聚光透镜(14)与所述光电探测器(6)之间。
3.根据权利要求2所述的红外辐射高温计，其特征在于：所述红外辐射经过滤光片(4)后，保留的波长为1.5至1.7微米和2.0至2.4微米两个波段的光。
4.根据权利要求1所述的红外辐射高温计，其特征在于：所述镜片(13)设置为固定式或翻转式。
5.根据权利要求1所述的红外辐射高温计，其特征在于：所述光电转换及放大电路进一步包含滤波电路(7)，所述滤波电路(7)设置在所述光电探测器(6)及放大电路(8)之间。
6.根据权利要求1所述的红外辐射高温计，其特征在于：所述光电转换及放大电路进一步包含测温电路(9)，所述测温电路(9)用于检测所述光电探测器(6)的温度。
7.根据权利要求2所述的红外辐射高温计，其特征在于：所述光学管路(1)内进一步设置有孔径光阑(15)及视场光阑(16)，所述孔径光阑(15)及视场光阑(16)设置在所述聚光透镜(14)与滤光片(4)之间，且所述孔径光阑(15)设置在所述聚光透镜(14)与所述视场光阑(16)之间。
8.根据权利要求1所述的红外辐射高温计，其特征在于：所述光学管路(1)的侧壁上设置有冷气孔(12)，所述冷气孔(12)用于向所述光学管路(1)的中空内部通入高压冷气。
9.根据权利要求2所述的红外辐射高温计，其特征在于：所述光学管路(1)的法兰端连接有转接盘(5)，所述转接盘(5)的中心设置有带凹槽(51)的通孔，所述滤光片(4)设置在所述光学管路(1)的法兰端面与所述转接盘(5)之间，所述光电转换及放大电路设置在所述凹槽(51)内。

说明书全文

一种红外辐射 高温计

技术领域

[0001] 本实用新型涉及测量技术领域，尤其涉及一种红外辐射高温计。

背景技术

[0002] 发动机及燃气轮机的发展是以高温为主要特征的，提高涡轮工作温度是发展先进发动机的重要途径。为了提高叶片的安全工作可靠性、延长其寿命，就必须准确测量、研究涡轮叶片的温度分布，以便在叶片材料、冷却、结构、工艺、安装上采取有效的措施。现有的测试方法包括热电偶和示温漆等。但是在使用热电偶时，叶片上的测试点非常有限。测试改装时对涡轮转子叶片的改造很大，测试线引出问题较难解决。示温漆方法不需要考虑引线的问题，但是只能测量最高温度，无法实现实时温度测量。而且在温度判读方面容易引入误差。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是提供一种红外辐射高温计，以解决现有背景技术中采用热电偶方式测试时，叶片上的测点非常有限，测试改装时对涡轮转子叶片的改造很大，测试线引出问题较难解决的问题，以及使用示温漆时，无法实时测量温度的问题。

[0004] 本实用新型的技术方案是：提供一种红外辐射高温计，用于测量叶片的表面温度，包含信号传输线、数据采集系统、光学管路、光电转换及放大电路，其中，所述光学管路中空且具有两端，其中一端设置有法兰，另一端的侧壁上设置有光学窗口，所述光学管路中空的内部设置有镜片及聚光透镜，叶片发出的红外辐射经光学窗口打在镜片上，镜片将所述红外辐射反射到聚光透镜上；光电转换及放大电路设置在所述光学管路的法兰端，包含光电探测器及放大电路，所述红外辐射经过聚光透镜后被所述光电探测器接收，并将光信号转换为电信号，所述电信号经所述放大电路放大；所述信号传输线的一端连接所述放大电路的输出端，另一端连接所述数据采集系统，所述电信号经过信号传输线传输至所述数据采集系统。

[0005] 优选地，所述光学管路内进一步包含滤光片，所述滤光片设置在所述聚光透镜与所述光电探测器之间。

[0006] 优选地，所述红外辐射经过滤光片后，保留的波长为1.5至1.7微米和2.0至2.4微米两个波段的光。

[0007] 优选地，所述镜片设置为固定式或翻转式。

[0008] 优选地，所述光电转换及放大电路进一步包含滤波电路，所述滤波电路设置在所述光电探测器及放大电路之间。

[0009] 优选地，所述光电转换及放大电路进一步包含测温电路，所述测温电路用于检测所述光电探测器的温度。

[0010] 优选地，所述光学管路内进一步设置有孔径光阑及视场光阑，所述孔径光阑及视场光阑设置在所述聚光透镜与滤光片之间，且所述孔径光阑设置在所述聚光透镜与所述视场光阑之间。

[0011] 优选地，所述光学管路的侧壁上设置有冷气孔，所述冷气孔用于向所述光学管路的中空内部通入高压冷气。

[0012] 优选地，所述光学管路的法兰端连接有转接盘，所述转接盘的中心设置有带凹槽的通孔，所述滤光片设置在所述光学管路的法兰端面与所述转接盘之间，所述光电转换及放大电路设置在所述凹槽内。

[0013] 本实用新型的优点在于：本实用新型的红外辐射高温计为非接触式测量，不需要改动叶片，发动机上也不需要设置引线孔，省去了测试引线，而且可以实现叶片温度的实时测量。附图说明

[0014] 图1是本实用新型的红外辐射高温计的示意图；

[0015] 图2是图1所示的红外辐射高温计的光学管道的部分结构图；

[0016] 图3是图1所示的红外辐射高温计的光学管道的法兰端与转接盘的安装示意图；

[0017] 图4是本实用新型的红外辐射高温计的光电转换及放大电路的示意图。

[0018] 其中：1-光学管路，2-信号传输线，3-叶片，4-滤光片，5-转接盘，6-光电探测器，7-滤波电路，8-放大电路，9-测温电路，11-光学窗口，12-冷气孔，13-镜片，14-聚光透镜，
15-孔径光阑，16-视场光阑。

具体实施方式

[0019] 为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

[0020] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

[0021] 如图1至图4所示，一种红外辐射高温计，用于测量叶片3的表面温度，包含光学管路1、信号传输线2、滤光片4、转接盘5、光电探测器6、滤波电路7、放大电路8及测温电路9。其中，图1是本实施例的红外辐射高温计的示意图；图2是图1所示的红外辐射高温计的光学管道的部分结构图；图3是图1所示的红外辐射高温计的光学管道的法兰端与转
接盘5的安装示意图；图4是本实用新型的红外辐射高温计的光电转换及放大电路的示意
图。

[0022] 光学管路1中空且具有两端，其中一端设置有法兰，另一端的侧壁上设置有光学窗口11，光学管路1中空的内部设置有镜片13及聚光透镜14，叶片3发出的红外辐射经光学窗口11打在镜片13上，镜片13将所述红外辐射反射到聚光透镜14上。

[0023] 光电转换及放大电路设置在所述光学管路1的法兰端，包含光电探测器6及放大电路8，红外辐射经过聚光透镜14后被光电探测器6接收，并将光信号转换为电信号，电信号经放大电路8放大。

[0024] 信号传输线2的一端连接放大电路8的输出端，另一端连接数据采集系统，被放大的电信号经过信号传输线2传输至数据采集系统。

[0025] 光学管路1内进一步包含滤光片4，滤光片4设置在聚光透镜14与光电探测器6之间。其优点在于：辐射光源经过滤光片4后剩下特定波段的光被光电转换及放大电路接收。

[0026] 在本实施例中，红外辐射经过滤光片4后，保留的波长为1.5至1.7微米和2.0至2.4微米两个波段的光。其优点在于：在试验系统中，二氧化碳和水蒸气对光的穿透影响最大，而这两个波段的光穿透性最强，通过滤光片4可以滤除其它波长的杂光，最大程度降低燃气对被测目标辐射光的干扰。

[0027] 镜片13的安装形式设置为固定式或翻转式。

[0028] 可以理解的是，镜片13的安装形式还可以根据实际情况设定。例如，在一个备选实施例中，被测试验系统是固定的，可以将镜片13的角度调好后做成固定式的，使用更加方便；在另一个备选实施例中，镜片13的安装形式设定为翻转式，可以通过旋转镜片13，调整镜片13对光学窗口11的角度，从而适用于不同条件下的试验。

[0029] 光电转换及放大电路进一步包含滤波电路7，滤波电路7设置在光电探测器6及放大电路8之间。其优点在于：滤波电路7可以将不需要的杂波滤除，减少对测试系统的影响。

[0030] 光电转换及放大电路进一步包含测温电路9，测温电路9用于检测所述光电探测器6的温度。为保证光电探测器6工作在线性工作区，需要监测光电探测器6的温度。使
得测量更加可靠。

[0031] 光学管路1内进一步设置有孔径光阑15及视场光阑16，孔径光阑15及视场光阑16设置在聚光透镜14与滤光片4之间，且孔径光阑15设置在聚光透镜14与视场光阑16
之间。

[0032] 红外辐射高温计在叶片3上的测试光斑大小可通过调整视场光阑16的直径来改变，同样测试焦距可通过调整视场光阑16和聚光透镜14之间的距离而改变。孔径光阑15
可以阻止测试光斑以外的杂光源进入视场光阑16。

[0033] 光学管路1的侧壁上设置有冷气孔12，冷气孔12用于向光学管路1的中空内部通入高压冷气。保证了发动机内部的高温燃气不会进入到红外辐射高温计内。

[0034] 在本实施例中，光学管路1的法兰端连接有转接盘5，转接盘5的中心设置有带凹槽51的通孔，滤光片4设置在光学管路1的法兰端面与转接盘5之间，光电转换及放大电路设置在凹槽51内，并通过盖板防护光电转换及放大电路。

[0035] 最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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