棱鏡多波長分光高溫計

1、棱鏡分光多波長高溫計設計說明書一、課題應用背景1.背景棱鏡分光多波長高溫計是一種新型的輻射測溫儀器，可廣泛應用于航天，航空，核能，兵器，冶金材料，能源等領域，作為非黑體的真溫測量，熱物性動態(tài)測試及溫度傳遞等。它具有測溫范圍寬（50~3000℃），反應速度快（亞毫秒級），長期穩(wěn)定性好，使用壽命長等優(yōu)點。它適用于遠距離目標、運動物體、帶電物體及不可接觸的目標溫度的測量。棱鏡分光高溫計屬于光電高溫計。光學高溫計是發(fā)展最早、應用最廣的非接觸式溫

2、度計之一。它結構簡單，使用方便，測溫范圍廣(700～3200℃），一般可滿足工業(yè)測溫的準確度要求。目前廣泛用于高溫熔體、爐窯的溫度測量，是冶金、陶瓷等工業(yè)部門十分重要的高溫儀表。光學高溫計的缺點是以人眼觀察，并需用手動平衡，因此不能實現(xiàn)快速測量和自動記錄，且測量結果帶有主觀性。最近，由于光電探測器、干涉濾光片及單色器的發(fā)展，使光學高溫計在工業(yè)測量中的地位逐漸下降，正在被較靈敏、準確的光電高溫計所代替。在光學高溫計基礎上發(fā)展起來的光電高溫

3、計用光敏元件代替人眼，實現(xiàn)了光電自動測量。特點:靈敏度和準確度高；波長范圍不受限制，可見光與紅外范圍均可，測溫下限可向低溫擴展；響應時間短；便于自動測量和控制，能自動記錄和遠距離傳送。哈爾濱工業(yè)大學戴景民教授與意大利羅馬大學的Ruffino教授合作于1991年研制成功了棱鏡分光式35波長硅光電高溫計用于表面真溫和材料發(fā)射率的同時測量。它應用組合棱鏡分光技術并以硅光電二極管陣列為探測器具有以下特點:取消了干涉濾光片從而消除了因濾光片透過率

4、漂移而造成的不穩(wěn)定因為無干涉濾光片使整個光路光能損失減少提高了儀器的信噪比波長選擇靈活適用性強且光譜透過率波形接近理想的矩形。戴景民教授在此多波長高溫計的基礎上現(xiàn)又研制出棱鏡分光式精密(標準)光電高溫計一般具有01656μm和019μm兩個工作波長并可按用戶要求增加其它波長。該儀器除保持了無濾光片這一特點外與其它的精密(標準)光電高溫計相比還具有以下優(yōu)點:一機多個工作波長成本低廉與單波長高溫計相當可進行不同波長上的亮溫傳遞儀器小巧及使用

5、方便?？偟膩碚f，目前光電高溫計的二、機械設計1.總體思路對于物鏡與目鏡中，鏡片的間距需要調(diào)整這一設計要求，根據(jù)平時實驗所看見的顯微鏡等儀器的啟示，結合本學期所學習的機械學知識，選用廣泛使用的螺旋傳動的移動方式，該方式傳動平穩(wěn)，且調(diào)整比較精細，易于操作。對于對焦的反射鏡，在確定對焦完成后需要移出光路，保證移動的易于控制，決定使用螺桿傳動的方式，使用導軌，來保證螺桿轉動，載物架子移動，而不轉動。對于外殼的設計，選用簡單易行的六塊板連接的結構

6、，在板四周分別固定方形的柱形長立柱，采用與外殼板相同材料，幫助固定四周板子。板子之間通過立柱與螺釘連接。為保持美觀，將螺釘頭沉入木板中。四個立柱與下底板之間采用鉚接的方式連接。對于鏡片的固定，采用在各個鏡子支座上打出圓形或者方形孔來放置鏡片，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固定。另外，為了保證整個光路中心在豎直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