CN104458010A - 一种前置反射式在线温度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种前置反射式在线温度检测装置，包括半球反射器，光学石英玻璃，透镜，光纤和硅光电池，其中，所述半球反射器设置在光学石英玻璃上方；所述光学石英玻璃构成检测装置的底面，其下方用于放置被测物体；所述透镜设置在半球反射器的半球面正顶部；所述光纤一端连接透镜；所述硅光电池连接在光纤的另一端。本发明充分利用前置反射式表面温度检测方法不受被测物体表面辐射率波动和环境因素影响的特点，特别设计透光防尘光学石英玻璃、检测装置本身温度的水冷系统、将硅光电池传感器引至远端的光纤，保证该检测装置在高温恶劣的环境中长期稳定运行。

Description

一种前置反射式在线温度检测装置

技术领域

本发明涉及物体表面温度检测技术领域，具体涉及加热炉入、出炉坯料温度检测。

背景技术

目前一般采用红外辐射温度计在线检测进出加热炉钢坯表面温度，要求较高的轧钢厂，在加热炉内安装双比色红外辐射温度计检测炉内钢坯表面温度。由于炉膛气氛等的干扰和钢坯表面辐射率的波动以及温度计参数设置不合理，往往影响上述两种检测方式的测试准确性，甚至温度检测值严重失真。凭经验对温度计参数修正，不能完全消除温度检测的误差。

非接触检测高温物体表面温度，除了上述红外辐射温度计外，还有一种前置反射式温度计。由于这类温度计探头悬浮于被测物体表面几毫米的高度，长时间检测温度传感器极易过热烧坏。另外，前置反射式温度计还存在下述问题：

(1)在仪表的响应时间内，被测表面发射出去的辐射将被反射器反射回去，而引起被测表面的温度升高。被测物体表面与反射器的温差越大，该项误差越小。

(2)这类温度计的最大问题是保持反射器镀金表面的清洁度。特别是在现场条件下，被测表面附近存在着许多粉尘和水汽。它们依附在镀金表面上对测量的影响很大。

因此，前置反射式表面温度计被设计成结构小巧，可携带的点测量仪器，用于极短暂的温度测试，不能长期在线检测物体温度。

发明内容

针对轧钢加热炉加热钢坯温度检测上存在的问题，本发明的目的在于提供一种前置反射式在线温度检测装置。该检测装置不受环境因素和被测物体表面辐射率变化波动的影响，在高温条件下，可以长期在线检测被测物体表面温度。具体技术方案如下：

一种前置反射式在线温度检测装置，包括半球反射器，光学石英玻璃，透镜，光纤和硅光电池，其中，

所述半球反射器设置在光学石英玻璃上方；

所述光学石英玻璃构成检测装置的底面，其下方用于放置被测物体；

所述透镜设置在半球反射器的半球面正顶部；

所述光纤一端连接透镜；

所述硅光电池连接在光纤的另一端。

进一步地，来自被测物体上的红外辐射光波透过光学石英玻璃进入半球反射器。

进一步地，所述红外辐射光波经过半球反射器的多次反射透过透镜进入光纤。

进一步地，所述光纤将红外辐射光波传输至光电转换器件硅光电池上。

进一步地，还包括电信号输出端，其连接至硅光电池，所述硅光电池将红外辐射转换为反映被测物体温度的电信号送至信号输出端。

进一步地，还包括二次仪表或计算机信号处理系统，其通讯连接至信号输出端并可从其接收电信号。

进一步地，还包括水冷系统，水冷系统包括进水管，盘管以及出水管，所述盘管均匀设置在半球反射器的外表面上，水由进水管流入水冷管进入盘管中对半球反射器冷却，吸热的冷却水经出水管排出。

进一步地，还包括卡簧，其将光学石英玻璃压在半球反射器上。

进一步地，还包括壳体，其设置在除底面之外的其他各面。

进一步地，所述壳体上设有进水管，出水管以及光纤的开口。

与目前现有技术相比，本发明充分利用前置反射式表面温度检测方法不受被测物体表面辐射率波动和环境因素影响的特点，特别设计透光防尘光学石英玻璃、检测装置本身温度的水冷系统、将硅光电池传感器引至远端的光纤，保证该检测装置在高温恶劣的环境中长期稳定运行。

附图说明

图1为前置反射式在线温度检测装置示意图

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。

一种前置反射式在线温度检测装置包括光学石英玻璃、半球反射器、光纤、硅光电池和水冷系统，其特征是保持半球反射器低温的水冷系统和将硅光电池转换器件引出远离高温区的光纤传输系统以及透光隔离灰尘的光学石英玻璃组合结构。该检测装置前端是具有透过红外连续光谱的光学石英玻璃，通过卡簧压在半球反射器上，用于透过高温炉被测物体表面发射的红外辐射，同时隔绝环境灰尘的污染；半球反射器表面有一层镀金提高表面反射率，透 过光学石英玻璃的红外辐射进入半球反射器，经多次反射，进入光纤；经光纤传输，红外辐射光波抵达远端的光电转换器件硅光电池；硅光电池将红外辐射转换为反映被测物体表面温度的电信号输出至二次仪表或计算机处理系统。该检测装置的水冷系统由进出水管和与之相连的盘管组成。盘管焊接于半球反射器的背面，水冷系统通水保持半球反射器低温状态，避免半球反辐射器表面高温影响测试精度，同时防止检测装置长期运行过热损坏。

下面结合图1对本发明的实施方式进行详细的描述。

如图1所示，本发明的一种前置反射式在线温度检测装置包括：硅光电池1、电信号输出端2、进水管3、出水管4、光纤5、透镜6、盘管7、壳体8、半球反射器9、光学石英玻璃10、卡簧11、被测物体12。

来自被测物体12上的红外辐射光波透过光学石英玻璃11进入半球反射器9；经过半球反射器9的多次反射透过透镜6进入光纤5；光纤5将红外辐射光波传输至光电转换器件硅光电池1上，硅光电池将红外辐射转换为反映被测物体温度的电信号经信号输出端2输送至二次仪表或计算机信号处理系统。为防止半球反射器吸热升温，对被测物体辐射影响温度测试精度和检测装置过热烧坏，设置水冷系统，水由进水管3流入水冷管进入盘管7中对半球反射器冷却，吸热的冷却水经出水管4排出。为保证半球反射器腔体的气密性，防止镀金层污染降低反射率，使得温度测试不准确，使用卡簧11将光学石英玻璃压在半球反射器上。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种前置反射式在线温度检测装置，其特征在于，包括半球反射器，光学石英玻璃，透镜，光纤和硅光电池，其中，

所述半球反射器设置在光学石英玻璃上方；

所述光学石英玻璃构成检测装置的底面，其下方用于放置被测物体；

所述透镜设置在半球反射器的半球面正顶部；

所述光纤一端连接透镜；

所述硅光电池连接在光纤的另一端。

2.如权利要求1所述的前置反射式在线温度检测装置，其特征在于，来自被测物体上的红外辐射光波透过光学石英玻璃进入半球反射器。

3.如权利要求1或2所述的前置反射式在线温度检测装置，其特征在于，所述红外辐射光波经过半球反射器的多次反射透过透镜进入光纤。

4.如权利要求1-3中任一项所述的前置反射式在线温度检测装置，其特征在于，所述光纤将红外辐射光波传输至光电转换器件硅光电池上。

5.如权利要求1-4中任一项所述的前置反射式在线温度检测装置，其特征在于，还包括电信号输出端，其连接至硅光电池，所述硅光电池将红外辐射转换为反映被测物体温度的电信号送至信号输出端。

6.如权利要求1-5中任一项所述的前置反射式在线温度检测装置，其特征在于，还包括二次仪表或计算机信号处理系统，其通讯连接至信号输出端并可从其接收电信号。

7.如权利要求1-6中任一项所述的前置反射式在线温度检测装置，其特征在于，还包括水冷系统，水冷系统包括进水管，盘管以及出水管，所述盘管均匀设置在半球反射器的外表面上，水由进水管流入水冷管进入盘管中对半球反射器冷却，吸热的冷却水经出水管排出。

8.如权利要求1-6中任一项所述的前置反射式在线温度检测装置，其特征在于，还包括卡簧，其将光学石英玻璃压在半球反射器上。

9.如权利要求1-8中任一项所述的前置反射式在线温度检测装置，其特征在于，还包括壳体，其设置在除底面之外的其他各面。

10.如权利要求9所述的前置反射式在线温度检测装置，其特征在于，所述壳体上设有进水管，出水管以及光纤的开口。