CN109029764A - 一种光电混合型非接触式测温装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电混合型非接触式测温装置，包括光学位置探测器、电光晶体、激光器、入射激光线路、出射激光线路、入射激光线延长线、金属导电板Ⅰ、金属导电板Ⅱ、电阻、热敏电阻、供电端口、接地端口、第一连接导线、第二连接导线。当温度导致热敏电阻阻值变化时，热敏电阻两端的电压随之变化，由平行的金属导电板Ⅰ与金属导电板Ⅱ产生的磁场强度也随之发生变化，导致电光晶体的折射率改变，从而改变出射光的路径，再通过光学位置探测器探测到光斑位置变化，即可得到电光晶体的折射率变化大小，从而得出热敏电阻处的温度值。本发明具有检测精度高、响应快及动态范围大等优点。

Description

一种光电混合型非接触式测温装置
技术领域
本发明提供了一种非接触式测温装置，尤其涉及一种光电混合型非接触式测温装置。
背景技术
基于光学系统的非接触式测温装置是非接触式测温技术领域的主流方向，如非接触式红外测温系统，但是该系统存在测量环境受限及精度不高的缺点；再如基于光学干涉原理的非接触式测温装置，但是该系统调试精度要求高，存在实际操作要求太高的缺点。这里提出了一种光电混合型非接触式测温装置，包含简单光学系统，采用简单的结构可以有效的检测热敏电阻所铺设位置的温度，具有精度高、响应快及动态范围大等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光电混合型非接触式测温装置。
为了实现上述目的本发明采用以下技术方案：
一种光电混合型非接触式测温装置，其特征在于：包括光学位置探测器、电光晶体、激光器、金属导电板Ⅰ、金属导电板Ⅱ、电阻、热敏电阻；
所述激光器产生一束单色激光，所述单色激光沿入射激光线路以一定夹角进入电光晶体，在入射端面产生折射，然后折射激光沿所述出射激光线路以一定夹角从电光晶体射出，在出射端面发生折射，出射激光照射到光学位置探测器，所述光学位置探测器实时探测出射激光光斑的位置；
所述电光晶体折射率与其所承受的磁场强度成正比；
所述金属导电板Ⅰ与金属导电板Ⅱ相互平行，金属导电板Ⅰ一端连接第一连接导线，第一连接导线另一端与热敏电阻连接，金属导电板Ⅱ一端连接第二连接导线，第二连接导线另一端与热敏电阻连接；
所述电阻为固定阻值电阻，一端连接供电端口，另一端连接热敏电阻；
所述热敏电阻阻值随环境温度变化而变化，另一端连接接地端口；
所述供电端口与接地端口之间接收恒定电压供电。
进一步的，所述出射激光线路与入射激光线路平行。
进一步的，所述热敏电阻包括负温度系数(NTC)热敏电阻或正温度系数(PTC)热敏电阻，并且其中所述热敏电阻包括基于半导体的热敏电阻、基于陶瓷的热敏电阻或基于聚合物的热敏电阻。
本发明的工作原理如下：
激光器产生一束单色激光，以一定角度斜入射进入电光晶体，在电光晶体与空气接触的两个端面发生两次折射后，形成与入射激光线路平行的出射激光，出射激光进入光学位置探测器实时弹出出射光斑的位置；供电端口和接地端口之间提高恒定的供电电压，当温度导致热敏电阻阻值变化时，热敏电阻两端的电压随之变化，从而使得金属导电板Ⅰ与金属导电板Ⅱ之间的电压发生变化，由平行的金属导电板Ⅰ与金属导电板Ⅱ产生的磁场强度也随之发生变化，磁场强度的变化会改变电光晶体的折射率，从而改变出射激光的路径，导致光学位置探测器探测到光斑位置的变化，再通过光学位置探测器探测到的位置变化量，即可得到电光晶体的折射率变化大小，从而得出热敏电阻所铺设位置的温度值。
因为本发明采用以上技术方案，所以具备以下有益效果：
一、采用简单的结构可以有效的检测热敏电阻所铺设位置的温度，具有精度高、响应快及动态范围大等优点；
二、采用简单的光学系统，原理清晰，调试简单；
三、巧妙地运用了电光晶体折射率与磁场强度的正比关系。
附图说明
图1为本发明原理图。
图中：1-光学位置探测器，2-电光晶体，3-激光器，4-入射激光线路，5-出射激光线路，6-入射激光线延长线，7-金属导电板Ⅰ，8-金属导电板Ⅱ，9-电阻，10-热敏电阻，11-供电端口，12-接地端口，13-第一连接导线，14-第二连接导线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
一种光电混合型非接触式测温装置，如图1所示，其特征在于：包括光学位置探测器1、电光晶体2、激光器3、金属导电板Ⅰ7、金属导电板Ⅱ8、电阻9、热敏电阻10；
所述激光器3产生一束单色激光(如波长为850nm)，所述单色激光沿入射激光线路4以一定夹角(如30°)进入电光晶体2，在入射端面产生折射，然后折射激光沿所述出射激光线路5以一定夹角(如30°)从电光晶体2射出，在出射端面发生折射，出射激光照射到光学位置探测器1，所述光学位置探测器1实时探测出射激光光斑的位置；
所述电光晶体2折射率与其所承受的磁场强度成正比；
所述金属导电板Ⅰ7与金属导电板Ⅱ8相互平行，金属导电板Ⅰ7一端连接第一连接导线13，第一连接导线13另一端与热敏电阻10连接，金属导电板Ⅱ8一端连接第二连接导线14，第二连接导线14另一端与热敏电阻10连接；
所述电阻9为固定阻值电阻(如50KΩ)，一端连接供电端口11，另一端连接热敏电阻10；
所述热敏电阻10阻值随环境温度变化而变化，这里选用B6型号，另一端连接接地端口12；
所述供电端口11与接地端口12之间接收恒定电压供电(如400V)。
进一步的，所述出射激光线路5与入射激光线路4平行(折射定律决定)，即如图1所示的出射激光线路5与入射激光线路4及入射激光线延长线6平行。
进一步的，所述热敏电阻10可以为负温度系数(NTC)热敏电阻或正温度系数(PTC)热敏电阻中的任意一种，并且其中所述热敏电阻10可以为基于半导体的热敏电阻、基于陶瓷的热敏电阻或基于聚合物的热敏电阻中的任意一种。
上述方案的工作原理如下：
激光器3产生一束单色激光，以一定角度(如30°)斜入射进入电光晶体2，在电光晶体2与空气接触的两个端面发生两次折射后，形成与入射激光线路4及入射激光线延长线6平行的出射激光，出射激光进入光学位置探测器1实时弹出出射光斑的位置，供电端口11和接地端口12之间提高400V恒定的供电电压，当温度导致热敏电阻10阻值变化时，热敏电阻10两端的电压随之变化，从而使得金属导电板Ⅰ7与金属导电板Ⅱ8之间的电压发生变化，由平行的金属导电板Ⅰ7与金属导电板Ⅱ8之间产生的磁场强度也随之发生变化，磁场强度的变化会改变电光晶体2的折射率，从而改变出射激光的路径，导致光学位置探测器1探测到光斑位置的变化，再通过光学位置探测器1探测到的位置变化量，即可得到电光晶体2的折射率变化大小，从而得出热敏电阻10所铺设位置的温度值。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种光电混合型非接触式测温装置，其特征在于：包括光学位置探测器(1)、电光晶体(2)、激光器(3)、金属导电板Ⅰ(7)、金属导电板Ⅱ(8)、电阻(9)、热敏电阻(10)；
所述激光器(3)产生一束单色激光，所述单色激光沿入射激光线路(4)以一定夹角进入电光晶体(2)，在入射端面产生折射，然后折射激光沿所述出射激光线路(5)以一定夹角从电光晶体(2)射出，在出射端面发生折射，出射激光照射到光学位置探测器(1)，所述光学位置探测器(1)实时探测出射激光光斑的位置；
所述电光晶体(2)折射率与其所承受的磁场强度成正比；
所述金属导电板Ⅰ(7)与金属导电板Ⅱ(8)相互平行，金属导电板Ⅰ(7)一端连接第一连接导线(13)，第一连接导线(13)另一端与热敏电阻(10)连接，金属导电板Ⅱ(8)一端连接第二连接导线(14)，第二连接导线(14)另一端与热敏电阻(10)连接；
所述电阻(9)为固定阻值电阻，一端连接供电端口(11)，另一端连接热敏电阻(10)；
所述热敏电阻(10)阻值随环境温度变化而变化，另一端连接接地端口(12)；
所述供电端口(11)与接地端口(12)之间接收恒定电压供电。
2.根据权利要求1所述的一种光电混合型非接触式测温装置，其特征在于：所述出射激光线路(5)与入射激光线路(4)平行。
3.如权利要求1所述的一种光电混合型非接触式测温装置，其特征在于，所述热敏电阻(10)包括负温度系数热敏电阻或正温度系数热敏电阻，并且其中所述热敏电阻(10)包括基于半导体的热敏电阻、基于陶瓷的热敏电阻或基于聚合物的热敏电阻。
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