[发明专利]一种利用微型光谱仪测量高温的方法及装置

摘要

本发明公开一种利用微型光谱仪测量高温的方法及装置。本发明方法通过微型光谱仪在200～1000nm波段范围内测量物体的热辐射能量强度，并对热辐射能量强度曲线进行一定的变换和拟合，可计算得到被测物体的温度。该方法测量温度范围为1000～10000K。上述方法具有测温上限高、速度快、测量精度高、稳定性好，不受材料表面形貌和发射率等因素的影响的特点。实施本发明方法装置主要由光学系统、CCD光谱仪和数据处理单元构成，具有结构简单，成本低，体积小，重量轻，便于携带等优点。

主权项

一种利用微型光谱仪测量高温的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1)、被测物体的热辐射经凸透镜传送至光谱仪，光谱仪采集200～1100nm波长下的热辐射光谱，得到辐射强度Eλ以及相对应的波长，并绘制成辐射强度Eλ随波长λ变化曲线；步骤(2)、首先根据步骤(1)采集得到的辐射强度Eλ以及对应的波长λ，结合公式(1)，将光波长转化为其所对应的光频率υ和光子能量hυ；然后根据公式(2)，计算得到每个光频率所对应的辐射强度Eυ(即，辐射强度随光频率的分布)，同时计算得到辐射强度与光子能量三次方的商数[Eυ/(hυ)3]；υ＝h×c/λ   公式(1)其中h为普朗克常数，c为光速；Eυ＝Eλ×λ2/c   公式(2)步骤(3)、为消除材料发射率对辐射强度分布曲线的影响，对[Eυ/(hυ)3]取对数，同时绘制ln[Eυ/(hυ)3]随光子能量hυ变化的曲线图；步骤(4)、为准确获得被测物体的温度，对步骤(3)绘制的ln[Eυ/(hυ)3]随光子能量hυ变化曲线进行线性拟合，获得拟合直线的斜率a；步骤(5)、根据上述获得的斜率a，结合公式(3)，计算得到被测物体的实际温度；T＝‑1/(ka)   公式(3)其中k为玻尔兹曼常数。