棱鏡多波長(zhǎng)分光高溫計(jì)

1、棱鏡分光多波長(zhǎng)高溫計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一、課題應(yīng)用背景1.背景棱鏡分光多波長(zhǎng)高溫計(jì)是一種新型的輻射測(cè)溫儀器，可廣泛應(yīng)用于航天，航空，核能，兵器，冶金材料，能源等領(lǐng)域，作為非黑體的真溫測(cè)量，熱物性動(dòng)態(tài)測(cè)試及溫度傳遞等。它具有測(cè)溫范圍寬（50~3000℃），反應(yīng)速度快（亞毫秒級(jí)），長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。它適用于遠(yuǎn)距離目標(biāo)、運(yùn)動(dòng)物體、帶電物體及不可接觸的目標(biāo)溫度的測(cè)量。棱鏡分光高溫計(jì)屬于光電高溫計(jì)。光學(xué)高溫計(jì)是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣的非接觸式溫

2、度計(jì)之一。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)溫范圍廣(700～3200℃），一般可滿足工業(yè)測(cè)溫的準(zhǔn)確度要求。目前廣泛用于高溫熔體、爐窯的溫度測(cè)量，是冶金、陶瓷等工業(yè)部門十分重要的高溫儀表。光學(xué)高溫計(jì)的缺點(diǎn)是以人眼觀察，并需用手動(dòng)平衡，因此不能實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量和自動(dòng)記錄，且測(cè)量結(jié)果帶有主觀性。最近，由于光電探測(cè)器、干涉濾光片及單色器的發(fā)展，使光學(xué)高溫計(jì)在工業(yè)測(cè)量中的地位逐漸下降，正在被較靈敏、準(zhǔn)確的光電高溫計(jì)所代替。在光學(xué)高溫計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的光電高溫

3、計(jì)用光敏元件代替人眼，實(shí)現(xiàn)了光電自動(dòng)測(cè)量。特點(diǎn):靈敏度和準(zhǔn)確度高；波長(zhǎng)范圍不受限制，可見(jiàn)光與紅外范圍均可，測(cè)溫下限可向低溫?cái)U(kuò)展；響應(yīng)時(shí)間短；便于自動(dòng)測(cè)量和控制，能自動(dòng)記錄和遠(yuǎn)距離傳送。哈爾濱工業(yè)大學(xué)戴景民教授與意大利羅馬大學(xué)的Ruffino教授合作于1991年研制成功了棱鏡分光式35波長(zhǎng)硅光電高溫計(jì)用于表面真溫和材料發(fā)射率的同時(shí)測(cè)量。它應(yīng)用組合棱鏡分光技術(shù)并以硅光電二極管陣列為探測(cè)器具有以下特點(diǎn):取消了干涉濾光片從而消除了因?yàn)V光片透過(guò)率

4、漂移而造成的不穩(wěn)定因?yàn)闊o(wú)干涉濾光片使整個(gè)光路光能損失減少提高了儀器的信噪比波長(zhǎng)選擇靈活適用性強(qiáng)且光譜透過(guò)率波形接近理想的矩形。戴景民教授在此多波長(zhǎng)高溫計(jì)的基礎(chǔ)上現(xiàn)又研制出棱鏡分光式精密(標(biāo)準(zhǔn))光電高溫計(jì)一般具有01656μm和019μm兩個(gè)工作波長(zhǎng)并可按用戶要求增加其它波長(zhǎng)。該儀器除保持了無(wú)濾光片這一特點(diǎn)外與其它的精密(標(biāo)準(zhǔn))光電高溫計(jì)相比還具有以下優(yōu)點(diǎn):一機(jī)多個(gè)工作波長(zhǎng)成本低廉與單波長(zhǎng)高溫計(jì)相當(dāng)可進(jìn)行不同波長(zhǎng)上的亮溫傳遞儀器小巧及使用

5、方便?？偟膩?lái)說(shuō)，目前光電高溫計(jì)的二、機(jī)械設(shè)計(jì)1.總體思路對(duì)于物鏡與目鏡中，鏡片的間距需要調(diào)整這一設(shè)計(jì)要求，根據(jù)平時(shí)實(shí)驗(yàn)所看見(jiàn)的顯微鏡等儀器的啟示，結(jié)合本學(xué)期所學(xué)習(xí)的機(jī)械學(xué)知識(shí)，選用廣泛使用的螺旋傳動(dòng)的移動(dòng)方式，該方式傳動(dòng)平穩(wěn)，且調(diào)整比較精細(xì)，易于操作。對(duì)于對(duì)焦的反射鏡，在確定對(duì)焦完成后需要移出光路，保證移動(dòng)的易于控制，決定使用螺桿傳動(dòng)的方式，使用導(dǎo)軌，來(lái)保證螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，載物架子移動(dòng)，而不轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于外殼的設(shè)計(jì)，選用簡(jiǎn)單易行的六塊板連接的結(jié)構(gòu)

6、，在板四周分別固定方形的柱形長(zhǎng)立柱，采用與外殼板相同材料，幫助固定四周板子。板子之間通過(guò)立柱與螺釘連接。為保持美觀，將螺釘頭沉入木板中。四個(gè)立柱與下底板之間采用鉚接的方式連接。對(duì)于鏡片的固定，采用在各個(gè)鏡子支座上打出圓形或者方形孔來(lái)放置鏡片，一端利用擋板擋住，另一端采用壓圈固定。而反射鏡則采用壓板來(lái)固定。另外，為了保證整個(gè)光路中心在豎直Z方向上有微小的可調(diào)量，在儀器的外殼底板上加裝一層底板，將除物鏡、目鏡外的零件全部安裝于其上，這樣可以