光学创新型测温仪的研制

西安光圣能源传感系统有限公司 （710075）  陈尧生

摘要：本文深入浅出地介绍了光学创新型测温仪的研制过程，并阐述了它的原理结构和特征，说明了光学创新型测温仪是由光纤传感器获取温度变化信息，然后经光学信号处理与电子信息处理相结合的信号处理方法，排除内外干扰获得真实温度信号，可实现接触式或非接触式测温。区别于红外测温仪。每个人都会遇到温度检测。温度传感器市场占所有传感器市场的一半以上，所以将温度传感器做成各种测温工具和仪器，其经济价值可观。

前言：就测温仪形式来说，可归纳为接触式测温和非接触式测温。不同的被测目标必须采用不同的测温形式，比如测定冶炼炉内钢水的温度，因为非接触式只能测定发热体表面的温度，而钢水表面有很厚的炉渣层，加上炉内本身存在温度梯度，故只有插入钢水内部，采用接触式测温的形式才能比较正确地测定钢水的温度。又比如测定回转体、运动体某点的温度，只有采用非接触式测温的方式比较合适，当然也可采用把温度传感器直接安装在运动体上，让其发射与温度相对应的电磁波，再经无线接收其电磁波，这也是一种方法，但在恶劣环境下实现比较困难。

现状：各种各样的测温工具和仪器均会受到某种条件的限制。比如水银温度计测量体温，对成人来说很简单，而对婴儿来说就比较麻烦，若联网监控多个婴儿的体温变化，则更困难。又如采用热电偶测温，若在微变化、相对静态的温度场中测温时，则精度很高，可在温度起伏较大的动态温度场中测温时，则精度很低。因为温度引起两种不同金属材料作成的端点热电势不同，它需要有一个热平衡时间，根本测不出温度的动态变化，所以在玻璃生产线、陶瓷生产线等多种场合下，将多个热电偶联结计算机显示记录的数据是一种假像，因为计算机的高速响应，必须要有高响应速度的传感器与之匹配。采用普琅克辐射原理，接收发热体的辐射波，从而转换成发热体的相应温度的测温仪是目前最廉价的高响应速度的测温仪。由于物体在温度升高或降低的过程中，红外波强度引起温度变化的贡献最大，所以一种容易实现的非接触式红外测温仪应运而生。红外测温仪虽然实现了非接触式测温，问题是低温源的红外辐射波强度弱，红外测温仪只能靠近被测物，否则要设计一种能接收中红外、远红外的光学系统，才能实现较远距离的低温检测。另外，红外测温仪由于仪器本身限制，它不能靠近很多恶劣环境，如高温。强电磁场、酸碱挥发，有毒有害气体等多种场合，同样也不能通入窄小空间，如不能测定发动机涡流燃烧室的温度。而光学创新型测温仪不仅可以实现接触式或非接触式测量，而且可以实现远程监控。

原理：作者从事光纤传感技术的研究三十余年，认为采用光纤温度传感器做成的测温工具和测温仪可以克服现有测温仪的多项弱点。

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