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光電高溫計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)布置及參數(shù)
日期：2025-08-30 18:29
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摘要：
光電高溫計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì), 參考了復(fù)現(xiàn)ITS-90 的基準(zhǔn)光電溫度比較儀的光學(xué)系統(tǒng)及國外同類儀器的方案。高溫計(jì)光學(xué)系統(tǒng)布置：被測輻射源經(jīng)物鏡成像于視場光闌, 視場光闌中心為直徑0.2 mm 的圓孔, 周圍為鏡反射面, 用于瞄準(zhǔn)。被測目標(biāo)成像于圓孔上, 其輻射經(jīng)準(zhǔn)直鏡、限制光闌、干涉濾光片、減弱濾光片、準(zhǔn)直鏡后會聚到光電探測器上。限制光闌決定高溫計(jì)的孔徑比?？赊D(zhuǎn)動的干涉濾光片輪上有四個(gè)安裝位置, 可安裝三片不同波長的干涉濾光片, 使光束單色化, 減弱濾光片用于擴(kuò)展測溫上限(使光電探測器工作于線性區(qū)域),為瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的...
光電高溫計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì), 參考了復(fù)現(xiàn)ITS-90 的基準(zhǔn)光電溫度比較儀的光學(xué)系統(tǒng)及國外同類儀器的方案。高溫計(jì)光學(xué)系統(tǒng)布置：被測輻射源經(jīng)物鏡成像于視場光闌, 視場光闌中心為直徑0.2 mm 的圓孔, 周圍為鏡反射面, 用于瞄準(zhǔn)。被測目標(biāo)成像于圓孔上, 其輻射經(jīng)準(zhǔn)直鏡、限制光闌、干涉濾光片、減弱濾光片、準(zhǔn)直鏡后會聚到光電探測器上。限制光闌決定高溫計(jì)的孔徑比?？赊D(zhuǎn)動的干涉濾光片輪上有四個(gè)安裝位置, 可安裝三片不同波長的干涉濾光片, 使光束單色化, 減弱濾光片用于擴(kuò)展測溫上限(使光電探測器工作于線性區(qū)域),為瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的反射鏡, 為瞄準(zhǔn)物鏡,為減光片(輪),為目鏡。
高溫計(jì)物鏡直徑為68 mm , 焦距140 mm, *小測量距離約0.4 m, *小測量靶面直徑小于0.8mm, 顯微物鏡和目鏡放大倍數(shù)為2 ×15 。高溫計(jì)采用干涉濾光片為單色器, 其中心波長約為660 nm,半寬帶約為10 nm, 長波截止至1 200 nm , 830 nm 附近次峰透過率約為1 ×10-4 ;采用吸熱玻璃可將次峰透過率降低1 ～ 2 個(gè)數(shù)量級。根據(jù)需要可選用900nm 或950 nm 的紅外干涉濾光片。
雖然高溫計(jì)在小目標(biāo)和窄譜帶條件下測量難度增加, 但在測量靶直徑為0.75 mm 條件下使用時(shí), 測量靶的形狀大小、有效波長及光譜帶寬等參數(shù)與國家基準(zhǔn)的相應(yīng)參數(shù)基本一致, 避免了溫度基準(zhǔn)至標(biāo)準(zhǔn)的傳遞過程中因這些參數(shù)不同引起的系統(tǒng)誤差。
電流放大器通常有5 ～ 6 個(gè)量程,其動態(tài)范圍滿足800 ℃～ 3 200 ℃測溫范圍探測器光電流的測量要求。放大器的輸入失調(diào)電壓的變化將導(dǎo)致探測器光譜響應(yīng)率的變化, 必須嚴(yán)格限制。由于測量信號微弱, 對光電探測器及放大器采取了嚴(yán)格的屏蔽措施。
帶有微處理機(jī)的測量顯示儀表的組成部分：測量顯示儀表在微處理器的控制下完成對微電流放大器的控制及對放大器輸出電壓的A D 轉(zhuǎn)換;按放大器相應(yīng)量程增益計(jì)算光電流, 并根據(jù)普朗克定律計(jì)算并顯示溫度值。可通過GPIB 接口接收相應(yīng)的控制命令或發(fā)送測量數(shù)據(jù)、儀器狀態(tài)、參數(shù)等。在800 ℃, 高溫計(jì)的分辨率優(yōu)于0.05 ℃, 在900 ℃時(shí)分辨率優(yōu)于0.01 ℃。
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