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一種數字光電溫度傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種數字光電溫度傳感器，包括：感溫管（1）、光電轉換模塊（2）和數字處理模塊（3）；感溫管（1）的盲端為可置入待測溫場中感溫并產生熱輻射光束的感溫頭，光電轉換模塊（2）包括光管（20）以及設在光管（20）中的聚焦鏡（21）、光束板（22）、限束板（23）和光電轉換元件（24），數字處理模塊（3）包括模塊盒體和設在模塊盒體內的多段補償調整子模塊（31）、標準信號轉換子模塊（32）和網絡協議轉換子模塊（33）；光管（20）由第一連接管（20A）、第二連接管（20B）和第三連接管（20C）組成。本發明中，采用分段誤差自動補償技術大大提高了測量精度；采用標準信號處理和網絡協議轉換，實現了數字化和網絡化傳輸。
【專利說明】一種數字光電溫度傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及溫度傳感器【技術領域】，尤其涉及一種數字光電溫度傳感器。
【背景技術】
[0002]工業中的許多生產中都離不開高溫設備，且這些高溫設備通常長期連續運行，導致其工作溫度超出負荷，而工業生產特別是冶煉、電力生產、金屬材料高溫熱處理等行業對溫度工藝參數的要求很嚴格，這就要求配備性能優良、工作穩定性高、抗干擾能力強的溫度檢測傳感設備。
[0003]目前，許多生產過程中采用鉬銠熱電偶或其他高溫熱電偶測溫，由于鉬銠熱電偶或其他高溫熱電偶在高溫、高壓和有害介質條件下工作時，偶絲容易受到各種介質在高溫下的滲透而逐步變質，造成測量誤差逐步增大(誤差可以達到幾十度或更高)，使得生產工藝偏離技術要求，影響產品質量甚至造成產品報廢，同時偶絲很快會變脆、表面氧化、變質等因素造成損壞。實際應用中偶絲故障率高、更換頻繁、影響生產的正常進行，又因為鉬銠為貴金屬、價格高、造成很大的成本消耗。
[0004]隨著光通信技術的發展，許多光電溫度傳感產品都處于研發階段、從技術方面來說、都有不同的觀點和實現方法，測量誤差均在0.5%-1.0%以上、測量精度不高、生產廠家只能配套自己的專用顯示儀表才可以進行檢驗或校準，沒有統一的制造標準、產品兼容性差，不利于廣泛推廣應用，使其發揮效益。此外，現有的傳感器受制于測溫范圍或精度，不能滿足不同待測溫場的需要，使用者必須針對測溫需要配備許多的溫度傳感設備，挑選麻煩而且成本高昂。

【發明內容】

[0005]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種數字光電溫度傳感器，采用分段誤差自動補償技術大大提高了測量精度，采用標準信號處理和網絡協議轉換，實現了數字化和網絡化傳輸；光管采用多段可拆卸的連接管組成，不僅易于拆裝維修，還可以根據不同溫場的需要，快速對內部的光電轉換元件進行配置，以滿足不同應用場合的測溫要求。
[0006]本發明提供的一種數字光電溫度傳感器，包括:感溫管、光電轉換模塊和數字處理模塊；感溫管的盲端為可置入待測溫場中感溫并產生熱輻射光束的感溫頭，光電轉換模塊包括光管以及設在光管中的聚焦鏡、光束板、限束板和光電轉換元件，數字處理模塊包括模塊盒體和設在模塊盒體內的多段補償調整子模塊、標準信號轉換子模塊和網絡協議轉換子模塊；光管由第一連接管、第二連接管和第三連接管組成，感溫管的開口端插入第一連接管的第一端中并在感溫管外周與第一連接管內周之間設有內鎖緊圈進行鎖緊固定，第二連接管的第一端通過螺紋方式旋緊在第一連接管的第二端，在第二連接管靠近其第一端的內周設有擋環，聚焦鏡抵靠在擋環靠近第一連接管一側并通過壓圈進行壓緊固定，聚焦鏡的凸面朝向第一連接管，第二連接管第二端通過螺紋方式旋緊在第三連接管第一端，光束板和限束板設在第三連接管靠近其第一端和第二端的內周，光電轉換元件從第三連接管第二端置于第三連接管中，模塊盒體通過螺紋方式旋緊在第三連接管第二端并壓緊光電轉換元件；在光束板中心設有光束孔，在限束板中心設有限束孔，熱輻射光束經聚焦鏡、光束板、限束板之后照射到光電轉換元件的受光面產生電壓信號并輸出；電壓信號輸入至多段補償調整子模塊中經信號放大和分段式誤差補償調整之后輸出線性的電壓信號，線性的電壓信號輸入至標準信號轉換子模塊轉換成數字信號，數字信號經網絡協議轉換子模塊轉換成網絡協議信號。
[0007]優選地，多段補償調整子模塊將輸入的電壓信號分為多個分段電壓區間，每個分段電壓區間中誤差補償調整的關系式為:
【權利要求】
1.一種數字光電溫度傳感器，其特征在于，包括:感溫管(I)、光電轉換模塊(2)和數字處理模塊(3);感溫管(I)的盲端為可置入待測溫場中感溫并產生熱輻射光束的感溫頭，光電轉換模塊(2 )包括光管(20 )以及設在光管(20 )中的聚焦鏡(21)、光束板(22 )、限束板(23)和光電轉換元件(24)，數字處理模塊(3)包括模塊盒體和設在模塊盒體內的多段補償調整子模塊(31)、標準信號轉換子模塊(32)和網絡協議轉換子模塊(33);光管(20)由第一連接管(20A)、第二連接管(20B)和第三連接管(20C)組成，感溫管(I)的開口端插入第一連接管(20A)的第一端中并在感溫管(I)外周與第一連接管(20A)內周之間設有內鎖緊圈(121)進行鎖緊固定，第二連接管(20B)的第一端通過螺紋方式旋緊在第一連接管(20A)的第二端，在第二連接管(20B)靠近其第一端的內周設有擋環(211)，聚焦鏡(21)抵靠在擋環(211)靠近第一連接管(20A) —側并通過壓圈(212)進行壓緊固定，聚焦鏡(21)的凸面朝向第一連接管(20A)，第二連接管(20B)第二端通過螺紋方式旋緊在第三連接管(20C)第一端，光束板(22 )和限束板(23 )設在第三連接管(20C)靠近其第一端和第二端的內周，光電轉換元件(24)從第三連接管(20C)第二端置于第三連接管(20C)中，模塊盒體通過螺紋方式旋緊在第三連接管(20C)第二端并壓緊光電轉換元件(24);在光束板(22)中心設有光束孔，在限束板(23)中心設有限束孔，熱輻射光束經聚焦鏡(21)、光束板(22)、限束板(23)之后照射到光電轉換元件(24)的受光面產生電壓信號并輸出；電壓信號輸入至多段補償調整子模塊(31)中經信號放大和分段式誤差補償調整之后輸出線性的電壓信號，線性的電壓信號輸入至標準信號轉換子模塊(32)轉換成數字信號，數字信號經網絡協議轉換子模塊(33)轉換成網絡協議信號。
2.如權利要求1所述的數字光電溫度傳感器，其特征在于，多段補償調整子模塊(31)將輸入的電壓信號分為多個分段電壓區間，每個分段電壓區間中誤差補償調整的關系式為:
3.如權利要求1或2所述的數字光電溫度傳感器，其特征在于，第二連接管(20B)外周通過螺紋方式設有外鎖緊圈(202)，外鎖緊圈(202)在第二連接管(20B)上旋動并與第一連接管(20A)或第三連接管(20C)抵靠對第二連接管(20B)進行防松動固定。
4.如權利要求3所述的數字光電溫度傳感器，其特征在于，第二連接管(20B)向外延伸出凸起(201)，外鎖緊圈(202 )位于凸起(201)靠近第二連接管(20B )第二端的一側。
5.如權利要求1或2所述的數字光電溫度傳感器，其特征在于，感溫管(I)為剛玉管、金屬陶瓷管或耐高溫合金管。
6.如權利要求1或2所述的數字光電溫度傳感器，其特征在于，光電轉換元件(24)為感光板。
7.如權利要求1或2所述的數字光電溫度傳感器，其特征在于，數字處理模塊(3)中還設有與標準接口設備通信的標準輸入輸出接口(34)，標準輸入輸出接口(34)位于模塊盒體上。
【文檔編號】G01J5/10GK103994827SQ201410159035
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月18日 優先權日:2014年4月18日
【發明者】鄭立兵 申請人:天長市博控光電科技有限公司