[其他]溫度測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000008209
• 申請日: 1985-10-14
• 公開（公告）號: CN85108209B
• 公開（公告）日: 1988-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 井田芳明
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機株式會社
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬

一種光學溫度測量裝置，無論其傳感器的溫度發(fā)生變化或傳感器的特性有因時間過長而降低時部能提供準確的輸出。本裝置包括一個光源，一個分光器及一個溫度傳感器，其構(gòu)成材料的一端經(jīng)過第一光導通路與光源相聯(lián)，另一端經(jīng)過另一光導通路與分光器相聯(lián)。分光器的輸出被轉(zhuǎn)換成電信號，該信號隨即被不同的比較電平所檢測，以求得傳感器在各參考電平時的吸收波長范圍的較高端數(shù)值，然后對這些較高端數(shù)值進行處理，以求得溫度傳感器的隨溫度而變化的吸光特性曲線的上升點。

本發(fā)明涉及一種溫度測量裝置，特別是采用這樣的溫度傳感器的測量裝置，該傳感器的邊界部分是由一種其吸收光譜隨溫度而變化的材料制成。這種測量裝置是已知的，例如日本的公開專利編號98878/1980及86731/1982就是。

這種類型的普通溫度測量裝置的典型例子示意圖見圖1，其中數(shù)字1是作為光源6的發(fā)光元件的驅(qū)動線路，2及4為光導纖維，6是作光源的發(fā)光元件，9為溫度傳感器，由晶體半導體材料或非晶體半導體材料如GaAS制成。GaAS的光吸收波長范圍的較高端，從而它的透光率隨溫度而變化。溫度傳感器9位于光導纖維2及4之間，用一種適宜的粘結(jié)劑固定。

溫度傳感器9的透光率的溫度依存性示于圖2。波長繪于橫坐標上，從其中可以清楚看出。隨著溫度的升高，溫度傳感器9的光吸收波長范圍的較高端移向波長較長的一邊。

圖3為由發(fā)光元件6所產(chǎn)生的光譜及穿過溫度傳感器9的光譜圖。

在圖1，溫度測量裝置還包括一個作為分光鏡的衍射光柵15，光電二極管陣列16，比較器17各與陣列中一個不同的光電二極管相連，還有一個數(shù)據(jù)處理電路18。

本裝置工作時，發(fā)光元件6由驅(qū)動線路1驅(qū)動，并產(chǎn)生光假設發(fā)光元件6是一個發(fā)光二極管，發(fā)射光線的光譜為圖3所示的正態(tài)分布，要選擇這樣的溫度傳感器9，使其吸收光線波長范圍的較高端位于發(fā)光二極管6所發(fā)射的光譜的正態(tài)分布范圍之內(nèi)。由于該較高端隨著溫度變化而移動，如圖2所示，在某一溫度時，經(jīng)過溫度傳感器9的光譜為圖3中畫陰影線部分。這光譜經(jīng)過光導纖維4傳送至衍射光柵15，被分解成不同波長的分量后分別由陣列16中的光電二極管所接收。從光電二極管傳來的電信號由與各自的比較電平相聯(lián)結(jié)的比較器17進行比較。比較器17的輸出由數(shù)據(jù)處理電路18進行處理，以求得相當于穿過溫度傳感器9的光線波長為最短時，陣列16中光電二極管的位置。

在這種普通溫度測量裝置中，由于表示溫度傳感器9的吸收波長范圍的較高端的曲線不完全是線性的，所以當由于光源6的溫度變化，而傳感器9所接收的光有大的強度變化或中心波長變化，或由于光源6的特性隨時間而變化時，就可能產(chǎn)生測量誤差。

本發(fā)明的目的就是要克服上述普通溫度測量儀所存在的問題，特別是提供一種即使在由于光源溫度變化或隨時間而降低特性的情況下，光源的光的強度或中心波長變化時，仍能精確測量溫度的溫度測量裝置。

根據(jù)本發(fā)明，溫度傳感器的輸出波長經(jīng)過用光譜學的方法處理后，還要再經(jīng)多個不同的檢測電平檢測，在被檢測的多個波長范圍內(nèi)較低波長值的基礎上計算出傳感器的吸收光線波長范圍的一個固定端點。采用這種安排后，即使光源的光的強度和/或中心波長發(fā)生變化，也不會產(chǎn)生與溫度有關的誤差。

圖1為普通溫度傳感器例子的示意圖;

圖2為溫度傳感器的透光率和溫度有關的關系曲線;

圖3為發(fā)光元件的光譜與溫度傳感器透光率的關系曲線;

圖4為本發(fā)明的一實施例的示意圖;

圖5A及5B各表示當發(fā)光元件發(fā)射的光強度變化時，經(jīng)過溫度傳感器的光譜與溫度傳感器的透光率之間的關系曲線;

圖6為本發(fā)明的另一實施例的示意圖。

圖4為本發(fā)明的溫度測量裝置的較佳實施例的示意圖，與圖1上的相同參考號數(shù)表示相同或相當?shù)牟考?/p>