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专利名称：一种照度辐射温度计的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光电技术领域，涉及一种辐射温度计，特别是涉及一种900nm照 度的辐射温度计。
背景技术：
中国计量科学研究院在建立我国961. 780C以上温区国际温标(ITS-90)的基础 上，研制了用作温标传递的标准光电高温计。标准光电高温计属于亮度辐射温度计，是由成 像光学系统、探测器和信号处理装置构成。在亮度辐射温度计的光学系统中，在光路上每增 加一个面，都会不可避免的增加光线反射、衍射和散射的可能性。而辐射源尺寸效应(SSE) 来源于辐射的衍射和散射，以及辐射温度计光学系统的不完美和光学畸变等影响。因此成 像光路系统的SSE—般较大。亮度辐射温度计的光路系统一般由两个凸透镜和视场光阑等 光学元件组成，这些元件暴露在空气中，很容易沾染空气中的灰尘，造成光学元器件性能的 变化，从而导致测量的不稳定性和SSE增大。德国物理技术研究所(PTB)研制了一种照度辐射温度计，其波长为802nm，半带宽 26nm的照度辐射温度计测温范围为950°C到2300°C，下限温度较高，不能满足较低温度的
测温需要。

实用新型内容(一 )要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是提供一种辐射温度计，在保证辐射温度计光学元 器件性能稳定的同时，提高温度计测量的稳定性，降低辐射源尺寸效应，并降低测温范围的 下限温度。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种照度辐射温度计，其包括光路单 元，探测器单元，恒温单元和数据采集单元；所述光路单元包括前限制光阑，设置在所述恒温单元前部，所述前限制光阑前后分别设置有前杂散 光挡光板和后杂散光挡光板；后限制光阑，设置在所述恒温单元后部；所述恒温单元包括遮光光阑套筒，设置在所述后杂散光挡光板和所述后限制光阑之间；温度计内腔，套在所述遮光光阑套筒外部；水浴恒温腔，套在所述温度计内腔外部；所述探测器单元包括探测器，设置在所述后限制光阑后部；滤光片，设置在所述探测器和后限制光阑之间；
3[0018]所述数据采集单元包括钼电阻温度计，安装在所述恒温单元后部所设置的安装孔 内，与所述恒温单元后部相接触。上述照度辐射温度计中，所述恒温单元还包括恒温水管，设置在所述水浴恒温腔 上。上述照度辐射温度计中，所述照度辐射温度计还包括充气管，其一端连接所述遮 光光阑套筒，另一端通过充气管接头连接外部充气设备。上述照度辐射温度计中，所述遮光光阑套筒内间隔设置了若干个同轴光阑。上述照度辐射温度计中，所述探测器为硅光电二极管探测器。上述照度辐射温度计中，所述前限制光阑，后限制光阑和遮光光阑套筒内的同轴 光阑为经氧化发黑处理的光阑。上述照度辐射温度计中，所述前限制光阑和后限制光阑的直径均为3mm，两者间距 为 300mmo上述照度辐射温度计中，所述前杂散光挡光板和后杂散光挡光板的通光孔直径均 为 6mm0上述照度辐射温度计中，所述滤光片为中心波长900nm、半带宽42nm的窄带通干 涉滤光片。上述照度辐射温度计中，所述前限制光阑，前杂散光挡光板，后杂散光挡光板，遮 光光阑套筒，后限制光阑和滤光片同轴设置。(三)有益效果上述技术方案所述照度辐射温度计由于光路单元设计为非成像光路单元，只有两 个限制光阑组成，避免了光学元件的污染问题，从而提高了系统稳定性，并减少了 SSE的来 源；采用中心波长900nm、半带宽42nm的窄带通干涉滤光片和硅光电二极管探测器，将温度 计测温的下限温度大大降低，可以测量600。C的温度。

图1是本实用新型实施例的照度辐射温度计的结构原理示意图；图2是本实用新型实施例的照度辐射温度计的结构示意图；图3是本实用新型实施例中Cu点熔凝曲线示意图；图4是本实用新型实施例的900nm辐射温度计线性坐标下的相对光谱响应度；图5是本实用新型实施例的900nm辐射温度计指数坐标下的相对光谱响应度；图6是本实用新型实施例的Cu点到测量点的平均有效波长示意图。其中，Ia 前限制光阑；Ib 后限制光阑；2 恒温水管；3 水浴恒温腔；4 温度计内 腔；5 滤光片；6 探测器；7 充气管；8 钼电阻温度计；9 遮光光阑套筒；IOa 前杂散光挡 光板；IOb 后杂散光挡光板；21 黑体辐射源；22 精密光阑；23 滤光片；24 光电探测器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下 实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。首先介绍照度辐射温度计的测量原理。普朗克定律给出物体的光谱辐射亮度与温将普朗克公式代入式(3)，当有效波长λ e随温度的变化可忽略时，温度T与光电探测器的输出Ip呈单值关 系且为一元显函数。式(4)是照度辐射温度计计算温度的基本公式。本实用新型实施例的照度辐射温度计的结构示意图如图2所示，包括光路单元，
权利要求1.一种照度辐射温度计，其特征在于，包括光路单元，探测器单元，恒温单元和数据 采集单元；所述光路单元包括前限制光阑(Ia)，设置在所述恒温单元前部，所述前限制光阑(Ia)前后分别设置有前 杂散光挡光板(IOa)和后杂散光挡光板(IOb)； 后限制光阑(Ib)，设置在所述恒温单元后部； 所述恒温单元包括遮光光阑套筒(9)，设置在所述后杂散光挡光板(IOb)和所述后限制光阑(Ib)之间； 温度计内腔G)，套在所述遮光光阑套筒(9)外部； 水浴恒温腔(3)，套在所述温度计内腔(4)外部； 所述探测器单元包括探测器(6)，设置在所述后限制光阑(Ib)后部； 滤光片(5)，设置在所述探测器(6)和后限制光阑(Ib)之间； 所述数据采集单元包括钼电阻温度计(8)，安装在所述恒温单元后部所设置的安装孔 内，与所述恒温单元后部相接触。
2.如权利要求1所述的一种照度辐射温度计，其特征在于，所述恒温单元还包括恒温 水管O)，设置在所述水浴恒温腔C3)上。
3.如权利要求1所述的一种照度辐射温度计，其特征在于，所述照度辐射温度计还包 括充气管(7)，其一端连接所述遮光光阑套筒(9)，另一端通过充气管接头连接外部充气设 备。
4.如权利要求1所述的一种照度辐射温度计，其特征在于，所述遮光光阑套筒(9)内间 隔设置了若干个同轴光阑。
5.如权利要求1所述的一种照度辐射温度计，其特征在于，所述探测器(6)为硅光电二 极管探测器。
6.如权利要求4所述的一种照度辐射温度计，其特征在于，所述前限制光阑(Ia)，后限 制光阑(Ib)和遮光光阑套筒(9)内的同轴光阑为经氧化发黑处理的光阑。
7.如权利要求1所述的一种照度辐射温度计，其特征在于，所述前限制光阑(Ia)和后 限制光阑(Ib)的直径均为3mm，两者间距为300mm。
8.如权利要求1所述的一种照度辐射温度计，其特征在于，所述前杂散光挡光板(IOa) 和后杂散光挡光板(IOb)的通光孔直径均为6mm。
9.如权利要求1所述的一种照度辐射温度计，其特征在于，所述滤光片(5)为中心波长 900nm、半带宽42nm的窄带通干涉滤光片。
10.如权利要求1所述的一种照度辐射温度计，其特征在于，所述前限制光阑(Ia)，前 杂散光挡光板(IOa)，后杂散光挡光板(IOb)，遮光光阑套筒(9)，后限制光阑(Ib)和滤光片 (5)同轴设置。
专利摘要本实用新型公开了一种照度辐射温度计，由光路单元、探测器单元、恒温单元和数据采集单元组成。光路单元包括前限制光阑、挡光板和后限制光阑；探测器单元包括滤光片和探测器；滤光片为中心波长900nm、半带宽42nm的窄带通干涉滤光片；以恒温水浴提供恒温循环水，采用反向双循环水管路使其中空腔和探测器单元恒温，使前后光阑、滤光片和探测器处于稳定均匀的环境。本实用新型由于光路单元设计为非成像光路单元，只有两个限制光阑组成，避免了光学元件的污染问题，从而提高了系统稳定性，并减少了辐射源尺寸效应的来源；温度计测温下限达到600℃。
文档编号G01J5/00GK201903399SQ201020580789
公开日2011年7月20日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者原遵东, 王景辉, 赵婉君, 郝小鹏 申请人:中国计量科学研究院