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双波长测温仪系统有哪些重要性工作项目

日期: 2022-02-17
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在过往的主动式测温技术研究中,对于测量系统的标定研究报道相对较少。据主动式测温理论模型可知,主动式测温系统中心波长是否准确,将直接影响到系统的测温精度。主动式测温系统在两探测波段下的中心波长主要由滤光片的中心波长决定,因此对滤光片的中心波长进行测量十分必要。那么双波长测温仪系统有哪些重要性工作项目呢?

双波长测温仪‍1.png

1、双波长近红外激光光源测量

温升辐射信号的强弱与对应波长和温度下光谱辐射亮度一阶导数呈线性关系,因此,通过计算光谱辐射亮度一阶导数随波长和温度的变化关系,可以计算出信号较强区域,从而为后续波长选择提供理论依据。根据式,想要在高温区获得较强的温升辐射信号,同时,考虑到红外光谱中存在的大气(二氧化碳和水)吸收峰主要集中在中红外波段,以及对应光电探测器的响应范围和窄带滤光片的选择。参考目前计量领域中常用的高温辐射温度计常用波长,为实现对温升辐射信号进行相敏检测,要求所用激光器应满足可处于连续或晶体管-晶体管逻辑电平(TTL)调制工作模式。因此,大功率半导体固态激光器是较为理想的近红外光源。为满足激光在高温区能够对样品产生足够的温升扰动,要求激光器同时具备光纤输出功能。

2、调制激光发生装置

由于主动式测温系统需要两台不同波长的半导体激光器产生周期性调制激光,考虑到未来现场环境的适用性,主动式测温系统内部光路均由光纤连接。激光器通过光纤输出高功率激光通过成像和瞄准装置到达样品表面。故不适合采用机械斩波器对激光进行物理调制,取而代之的是采用数字函数发生器对激光器进行调制。为满足上述条件,函数发生器可产生模拟信号,通过高低电平输出直接控制激光器的供电,使激光器产生实验系统所需要的周期性调制激光。

双波长测温仪发出周期性的调制激光照射到高温物体表面,产生与调制信号同频率的周期性温升。同时将信号输入到锁相放大器,提供一个参考频率,用于捕获与激光同频率的调制温升辐射信号。同时具备高低电平调制等参数设定及调节,是满足目前主动式测温系统近红外激光光源调制及未来测试需求的合理解决方案。

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