[实用新型]微波反应器温度场立体式探测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及微波反应器温度场立体式探测装置，属于红外成像、多视角立体成像技术领域。

背景技术

微波加热是一种全新的热能技术，当处于微波场中的物质含有微波吸收介质时，物质能吸收微波能使自身整体升温，达到自身加热的目的。这种加热方式称为微波加热方式，与传统加热方式不同，它是通过被加热体内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高，不须任何热传导过程，就能使物料内外部同时加热、同时升温，加热速度快且均匀，仅需传统加热方式的能耗的几分之一或几十份之一就可达到加热目的。不同的物质吸收微波的能力不同，微波在遇到金属材料时能反射，遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料可以穿透，在遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收，并将微波的电磁能量变为热能。

红外成像技术应用于温度场检测：

在光谱图中，波长2.0～1000微米之间的部分称为热红外线。自然界中所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会不停地向外辐射热红外线。所以，热红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析，这就是红外测温技术的基本物理原理。

红外热成像系统一般工作在中波红外区域（波长3-5um）或长波红外区域（波长8-12um）。通过探测物体发出的红外辐射，将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。热成像技术测温非常灵敏，能探测到小于0.1℃的温差。

随着科学的发展红外成像技术是目前研究最活跃的领域之一。与传统的测温方法相比，红外成像用于温度场探测有如下特点：(1) 响应速度快。 传统的测温技术(如热电偶)的响应时间一般为秒级，而热像仪测温的响应时间多为毫秒甚至微秒级，因此热像仪可以测取快速变化的温度(场)；(2)测量范围宽。玻璃温度计的测温范围为- 200 ～ 600℃，热电偶的测温范围为-273～2750℃，而辐射测温的理论下限是绝对零度（即-273.16℃）以上，没有理论上限。目前实际的辐射测温上限可达 5000～6000℃；(3) 非接触测量。由于测取的是物体表面的红外辐射能 , 不用接触被测物体，也不会干扰被测的温度场，故红外热像技术非常适合于测量运动的物体、危险的物体 ( 如高温物体 ) 和不易接近的物体；(4)测量结果直观形象。红外热像仪以彩色或黑白图像的方式输出被测目标表面的温度场，不仅比单点测温提供更为完整、丰富的信息，且非常直观形象。

这样就可以利用红外成像技术来探测微波反应器中的温度场。微波反应器的内腔是金属材料，其不会吸收微波，故其不会被加热；而微波反应器经常用来加热的物质中常含有水等易挥发物质，由于水变热时容易蒸发，就会使腔内的湿度升高，从而使腔内的温度场分布具有较大的灵活性，传统的温度场探测方法并不能够准确地反应其温度场的分布，因此无法对其温度场进行实时、精确地监测。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种微波反应器温度场立体式探测装置，用于解决现有的测温技术，像水银、煤油等物理温度计只能探测到温度场中的一个点，不能对微波反应器温度场进行检测的问题，以及一般的红外测温仪只能检测到温度场在一个平面上的反应，并不能够对温度场进行立体式的检测的问题。

本实用新型技术方案是：微波反应器温度场立体式探测装置，包括微波反应器1、微波衰减装置2、红外摄像头3、计算机图像处理平台4；微波反应器1后壁上开有小口，且在此小口上安装有红外摄像头3，红外摄像头3在反应腔内的部分安装有微波衰减装置2，红外摄像头3再与计算机图像处理平台4相连接。

所述红外摄像头3获得反应腔内待加热物体360°的图像，图像传输到计算机图像处理平台4上，获取微波反应器1腔内的立体图像，全视角立体式探测微波反应器腔内的温度场。

本实用新型的工作原理是：

微波反应器1是在微波炉的后壁上开一个小口改装而成，反应腔内装有转盘1_2。微波反应器1启动后，待加热物体放于转盘1_2上。转盘1_2做圆周运动，这样红外摄像头3就能获取加热物体360°的图像传送给计算机图像处理平台4。在计算机图像处理平台4上对图像进行立体成像、特征提取等技术处理，就可以得到微波反应器1内全视角立体式的温度场。

微波反应器1通过在微波炉后壁上加工一个小口改装而来，由于小口直径不大，对微波反应器的加热功率没有影响。