光電高溫計(jì)作為非接觸式測(cè)溫的重要溫度計(jì)之一,在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防軍事等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用。目前國內(nèi)用于溫標(biāo)量傳的光電高溫計(jì)有RT9031和RT9032。RT9032是在RT9031的基礎(chǔ)上研制的,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、制造業(yè)和科學(xué)研究等各個(gè)行業(yè)。但是隨著國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)高溫計(jì)數(shù)量的增加,近年來測(cè)溫過程中出現(xiàn)的問題也越來越多,主要問題有穩(wěn)定性出現(xiàn)不明原因的超差、測(cè)溫不一致、低量程下暗電流大等。為了解決上述問題本文從高溫計(jì)的光路系統(tǒng)、電測(cè)儀表等方面做出了改進(jìn),從而提高其性能。通過主要性能參數(shù)評(píng)價(jià)高溫計(jì)。具體開展的研究內(nèi)容及主要研究成果如下:首先,測(cè)試了舊型的RT9032-50#光電高溫計(jì)的主要性能參數(shù),詳細(xì)分析各個(gè)參數(shù)對(duì)高溫計(jì)測(cè)溫的影響,進(jìn)行測(cè)溫的穩(wěn)定性以及不確定度分析。其次,基于舊型的RT9032-50#光電高溫計(jì)的光路基礎(chǔ),通過ZEAMX軟件分析了各部分鏡頭的成像性能,仿真了光電高溫計(jì)的工作過程,分析了光電高溫計(jì)存在的主要問題,從而改進(jìn)了光電高溫計(jì)的光路系統(tǒng),提高了光電高溫計(jì)的成像性能,有效減小了輻射源尺寸效應(yīng)對(duì)高溫計(jì)測(cè)溫的影響。再次,由于光電高溫計(jì)測(cè)溫時(shí)需搭配一款電壓測(cè)量和溫度顯示的儀表使用。針對(duì)RT9032系列標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計(jì)設(shè)計(jì)了一款專用的電測(cè)顯示儀表,解決了以往光電高溫計(jì)需搭配其它數(shù)字表使用且操作不便的問題,實(shí)現(xiàn)了光電高溫計(jì)快速準(zhǔn)確測(cè)溫。最后,將改進(jìn)后的光電高溫計(jì)和電測(cè)顯示儀表搭配使用,編號(hào)為RT9032-51#,測(cè)試RT9032-51#光電高溫計(jì)主要性能參數(shù),對(duì)改進(jìn)前后高溫計(jì)的性能參數(shù)對(duì)比分析,進(jìn)行評(píng)價(jià)。
【學(xué)位單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH811.2
【部分圖文】：

對(duì)光譜響應(yīng)度分度[22]。NIST 繼續(xù)進(jìn)行深入的研究，在 2008 年取得顯著1.55 微米的標(biāo)準(zhǔn)光電高溫計(jì)研制成功，測(cè)溫范圍擴(kuò)大到 150-1000℃之間IST 的 Howard W. Yoon 等人開發(fā)的輻射溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)圖如圖 1.1 所示，入了 Lyot 光闌來提高輻射溫度計(jì)的測(cè)試精度。該輻射溫度計(jì)物鏡成像的半徑和斯特列爾比如表 1.1 所示，RMS 彌散斑半徑小于系統(tǒng)衍射極限，近 1，成像性能優(yōu)異[24-25]。

從性能來看無透鏡光電高溫計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)光電溫計(jì)，輻射源應(yīng)更小。2010 年，在低溫輻射計(jì)的光譜輻射法熱力學(xué)溫度測(cè)定中，PTB 以可調(diào)-單色儀方案積分球標(biāo)準(zhǔn)亮度源絕對(duì)分度了 LP3 高溫計(jì)，基于鹵鎢燈和單色儀的合成不確定度較大，分析其原因是由于對(duì) LP3 光譜響應(yīng)度測(cè)量的不確定度較大的。PTB 研制的 Linearpyrometer LP4 標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計(jì)如圖 1.2 所示，線性度高[29]。溫度計(jì)的主要性能參數(shù)如下：（1）工作譜段：650nm，10nm 帶寬；（2）工作距離：500mm~1700mm；（3）視場(chǎng)光闌口徑：0.25mm；（4）成像目標(biāo)：0.8mm~3.4mm。

高溫計(jì)基本結(jié)構(gòu)高溫計(jì)主要分成兩個(gè)部分：系統(tǒng)設(shè)計(jì)及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括透鏡，反射鏡，探測(cè)器的光學(xué)測(cè)光具座，儀器外殼，基體等設(shè)計(jì)；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括放大器，電測(cè)儀表等設(shè)計(jì)。高溫計(jì)光學(xué)結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)1 是光電高溫計(jì)光學(xué)系統(tǒng)組成，主要包括兩部分：探測(cè)光路和目視鏡、2-視場(chǎng)光闌、3-孔徑光闌、4-匯聚透鏡、5-濾光片和 6-探測(cè)光路，用來收集輻射目標(biāo)輻射的光信號(hào)；1-物鏡、2-視場(chǎng)光闌、7-觀透鏡、9-減弱濾光片和 10-目鏡構(gòu)成目視瞄準(zhǔn)光路，用來瞄準(zhǔn)被測(cè)光路和目視瞄準(zhǔn)光路共用 1-物鏡。部分輻射光線通過 2-視場(chǎng)光分輻射光線經(jīng) 2-視場(chǎng)光闌的反射部分到達(dá) 10-目鏡。1-物鏡可以移動(dòng)，通過調(diào)節(jié)物鏡使從目鏡觀察到的被測(cè)目標(biāo)與 2-視場(chǎng)光闌的，即認(rèn)為被測(cè)目標(biāo)為最佳成像位置，此時(shí)進(jìn)行被測(cè)目標(biāo)的輻射能量
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2855879