温度测量系统的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——温度测量系统。该专利由上海理工大学申请，并于2016年12月7日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及一种温度测量装置，具体涉及一种结构简单、能够快速测量出存在电磁干扰或腐蚀性液体等特殊环境中的待测物体的温度的温度测量系统。

发明背景

温度传感器作为测量物体温度的装置，目前已被广泛的应用于各个领域中。但是，当需要对一些特殊环境中的待测物体进行测量温度时，例如、存在电磁干扰或者腐蚀性液体的特殊环境，传统的温度传感器由于不具有抗干扰、抗腐蚀的特性而无法完成该种情况下的温度的测量中的待测物体的温度的温度测量传统传感器无法完成。

由于传统温度传感器易受电磁干扰影响、体积大、使用寿命短和灵活性差等原因，因此，光纤温度传感器逐渐代替了传统的温度传感器。如今，使用较多的是光纤光栅传感器，还有掺杂质的光纤传感器等，这些都是基于光谱或光强的传感器，在实现对温度进行测量时需要高昂的附属测量设备配合测量。

因此，现有技术中缺乏一种结构简单并且能够快速测量出存在电磁干扰或腐蚀性液体等特殊环境中的待测物体的温度的温度测量装置。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种结构简单、能 够快速测量出存在电磁干扰或腐蚀性液体等特殊环境中的待测物体的温度的温度测量系统。

本发明提供的温度测量系统，用于测量待测物体的温度，具有这样的特征，包括：光源部，包含：用于提供激光的光源单元、对激光进行聚焦的聚焦透镜、及对聚焦后的激光进行滤波的滤波光纤环；转换部，包含：用于将至少通过聚焦及滤波后的激光的光信号转化为电信号的电荷耦合元件CCD；探温部，包含：通过光纤连接在滤波光纤环和电荷耦合元件之间用于放入待测物体中的传感光纤环，以及获取计算部，包含：与电荷耦合元件相连接的图像获取单元、与图像获取单元相连接用于获取激光通过传感光纤环发生旋转的旋转角度的角度获取单元、及基于旋转角度根据温度角度公式计算出温度的温度计算单元。

其中，当传感光纤环未放入待测物体中时，激光经由传感光纤环进入电荷耦合元件中，图像获取单元获取激光的初始光斑图像，当传感光纤环放入待测物体中时，激光经由传感光纤环时发生旋转，旋转的激光进入电荷耦合元件中，图像获取单元获取旋转后的激光的旋转光斑图像，角度获取单元根据初始光斑图像和旋转光斑图像得到旋转角度。

在本发明提供的温度测量系统中，还可以具有这样的特征：其中，转换部还包含连接在电荷耦合元件与传感光纤环之间的半圆光纤环，该半圆光纤环用于改变激光的传播方向，使得由传感光纤环发出的激光回返至电荷耦合元件中。

在本发明提供的温度测量系统中，还可以具有这样的特征：其中，滤波光纤环是由单模光纤以第一预定直径和第一预定圈数绕制形成的光纤 环，传感光纤环是由单模光纤以第二预定直径和第二预定圈数绕制形成的光纤环。

根据本发明所涉及的温度测量系统，光源单元发出的激光经聚焦透镜聚焦后进入滤波光纤环内进行滤波，滤波后的激光进入传感光纤环中，当传感光纤环未放入待测物体中时，滤波后的激光经传感光纤环进入电荷耦合元件中，此时，图像获取单元获取激光的初始光斑图像，当传感光纤环放入待测物体中时，滤波后的激光经在传感光纤环内发生旋转，旋转的激 光进入电荷耦合元件中，此时，图像获取单元获取旋转的激光的旋转光斑图像，角度获取单元根据初始光斑图像和旋转光斑图像得到旋转角度，温度计算单元根据温度角度公式计算出待测物体的温度，因此，本发明实现了对待测物体的温度进行测量，另外，本发明的温度测量系统的结构简单，易实现。