双色红外测温仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种红外测温仪，特别是双色红外测温仪，它至少包括光学单元（１）、信号探测单元（２）、信号处理单元（３）和供电单元（４），光学单元（１）将红外能量汇聚到信号探测单元（２）上，信号探测单元（２）输出信号由信号处理单元（３）处理进行显示，其特征是：信号探测单元（２）是上下叠层封装在一起的两个红外敏感元双元红外探测器；双元红外探测器两路输出信号分别与第１通道和第２通道输入端电连接。它的结构紧凑、简单、造价较低，装配、调试到维护都很容易。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种红外测温仪，特别是双色红外测温仪。 宵豕抆不双色红外测温仪是红外测温仪的一种，它通过接收物体在两个不同波 段发出的红外辐射能量，依据两者的比值确定物体的温度。当物体温度不 变时，其辐射能量的比值保持不变，如果物体温度发生变化，则比值也相 应发生变化。这种测量方法的优点在于可以消除被测物体表面辐射率等因素对温 度測试的影响，并且当被测目标很小，不充满视场，测量通路上存在对目 标所辐射的能量有衰减的物质(如烟雾、尘埃、阻挡)时，都不会对测 量结果产生重大影响。在下述条件下，双色红外测温仪较单色测温仪有明 显优势l.环境中存在灰尘、烟雾和颗粒造成能量衰减；2.观测窗和仪器 的镜头不清洁；3.仪器现场局部遮蔽。现有的双色测温仪实现方法是用一只探测器进行能量的转换，在探测 器与物镜之间设置一个以固定频率转动的装置带动两片透过不同波长的 滤光片，分时将物镜汇聚的光能量中相应波长的红外能量传到探测器上， 这样同一个探测器就能在不同时间转换不同波长的信号，通过电路处理记 录两个不同的信号，同时求出这两个信号的比值，根据该比值的大小即可 确定测试的温度。单元结构较为复杂，造价较高，采用的光学单元设计、 装配、调试到维护都比较困难。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种结构紧凑、简单、造价较低， 装配、调试到维护都很容易的双色红外测温仪。本技术采用的技术方案是，设计一种双色红外测温仪，它至少包 括光学单元、信号探测单元、信号处理单元和供电单元，光学单元将红外 能量汇聚到信号探测单元上，信号探测单元输出信号由信号处理单元处理 进行显示，其特征是信号探测单元是上下叠层封装在一起的两个红外敏感元双元红外探测器；双元红外探测器两路输出信号分别与第1通道和第 2通道输入端电连接。所述的双元红外探测器包括上探测器敏感元，下探测器敏感元，探测 器窗口，封装外壳；上探测器敏感元和下探测器敏感元分别上下固定在封 装外壳内，上探測器敏感元和下探测器敏感元信号输出端从封装外壳底部 引出，封装外壳上开口由探测器窗口密封。所述的双元红外探测器上层红外敏感元件是下面红外敏感元件的滤 光器。所述的上探测器敏感元响应波长0.75-1.1微米；下探测器敏感元响 应波长0.95-1.1微米；探测器窗口响应波长0.3-2.6微米。本技术的优点是由于双色红外测温仪的红外能量汇聚到一个双 元叠层红外探测器。双元叠层红外探测器由两个上下叠层封装在一起的红 外敏感元件组成，它们将汇聚到敏感元上的红外能量转换为电信号传输到 电路处理部分。其中上面的探测器敏感元件一方面能响应由光学单元汇聚 的红外能量，另一方面它也是下面红外敏感元件的滤光器，两个探测器可 共用一个光学单元完成辐射能量的探测响应，仪器的光学单元设计与单个 探测器单元的设计是一样的，不需要先通过分光镜将物镜汇聚的光分成不 同波长的两束来完成两个通道光能量的汇聚，从而使光学单元从设计、装 配、调试到维护都比较简单。下面结合实施例附图对本技术作进一歩说明。附图说明图1是双元叠层红外探测器结构示意图2是本技术实施例信号处理单元电路框图。图中1、光学单元；2、信号探测单元；201、上探测器敏感元；202、 探測器窗口； 203、下探测器敏感元；204、封装外壳；3、信号处理单元； 4、供电单元。具体实施方式如图1所示，本技术提供的双色红外测温仪至少包括光学单元1 、 信号探测单元2、信号处理单元3和供电单元4,光学单元1将红外能量 汇聚到信号探测单元2上，信号探测单元2输出信号由信号处理单元3处理进行显示，信号探测单元2是上下叠层封装在一起的两个红外敏感元双 元红外探测器；双元红外探测器两路输出信号分别与第1通道和第2通道 输入端电连接。双元红外探测器由上探测器敏感元201、下探测器敏感元203、探测 器窗口 202、封装外壳204构成;上探测器敏感元201和下探测器敏感元 203分别上下固定在封装外壳204内，上探测器敏感元201和下探测器敏 感元203信号输出端从封装外壳204底部引出，封装外壳204上开口由探 测器窗口 202密封。上探测器敏感元201是下探测器敏感元203的滤光器。 上探測器敏感元201和下探测器敏感元203供用一个光学系统单元完成辐 射能量的探測响应。上探测器敏感元201响应波长0.75-1.1微米；下探 测器敏感元2()3响应波长0.95-1.1微米；探测器窗口 202响应波长 0. 3-2. 6微米。如图2所示，光学单元1将光能量通过探测器窗口 202汇聚到上探测 器敏感元201和下探测器敏感元203上。上探测器敏感元201和下探测器 敏感元203上输出两路电信号分别接到信号处理单元3的第1通道和第2 通道，处理单元3的第1通道的信号通过前置放大和主放电路的放大后使 它的信号满足A/D转换的要求，并将该信号连接到多通道模数转换器的一 个输入口；同样第2通道的信号通过前置放大和主放电路的放大后使信号 满足A/D转换的要求，并将该信号连接到多通道模数转换器的一个输入口 ； 单片机是单元数据处理的核心，通过程序控制采集各通道信号，同时采集 环温发生器输出的信号，对探测器的两通道信号进行分别进行补偿后，计 算两者的比值，从而确定测试目标的温度，并在显示器上显示出来。为了 保证单元的正常工作，将电源电量连接到多通道模数转换器的一个通道 上，通过单片机的监控，提示使用者供电的状态。控制键的功能是通过单 片机控制，进行相关参数的设置、修改。存储器内保存单元校对的数据， 以保证温度测试的准确性。信号处理单元3用于完成信号的放大、采集、计算、显示及输出功能。 信号的放大电路有两个通道，分别对两个探测器转换输出的电信号进行放 大后，输入到A/D转换器的入口。信号的采集使用A/D转换器，选用多通 道、高精度转换器件嫩X1148，通过单片机的控制完成多项目的采集。信号处理的控制采用51系列单片机，完成信号的采集、检测、计算、补偿 及温度显示等功能，同时单片机还可以进行参数设置的控制，完成双色/ 单色转换、辐射率、上限报警温度值、下限温度报警值及峰值检测状态等 参数的设置。由于信号处理单元3属于较通用的处理技术，相关的资料较多，又不 是本技术的主要专利技术点，省去较细说明。本技术将上下两个红外敏感元件叠层封装在一起，其中上面的探 测器敏感元件一方面能响应由光学单元汇聚的红外能量，另一方面它也是 下面红外敏感元件的滤光器。两个探测器可共用一个光学单元完成辐射能 量的探測响应，仪器的光学单元设计与单个探测器单元的设计是一样的， 不需要先通过分光镜将物镜汇聚的光分成不同波长的两束来完成两个通 道光能量的汇聚，从而使光学单元从设计、装配、调试到维护都比较简单。供电单元4有两种供电方式l.对于固定式产品，考虑到安全因素， 采用直流12V供电，这样也可以缩小产品的体积，降低损耗，减小污染； 2.对于便携式产品，采用环保电池为仪器供电。本技术的技术指标如下测温范围 8()(rc—-2()o(rc (分段)工作温度 (rc~6o*c工作波长 0. 75—1. 1微米测量精度 1%距离系数 150:1瞄准方式 同轴光学瞄准权利要求1、双色红外测温仪，它本文档来自技高网...

【技术保护点】
双色红外测温仪，它至少包括光学单元（１）、信号探测单元（２）、信号处理单元（３）和供电单元（４），光学单元（１）将红外能量汇聚到信号探测单元（２）上，信号探测单元（２）输出信号由信号处理单元（３）处理进行显示，其特征是：信号探测单元（２）是上下叠层封装在一起的两个红外敏感元双元红外探测器；双元红外探测器两路输出信号分别与第１通道和第２通道输入端电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝香，周立杰，
申请(专利权)人：西安北方光电有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]