非接触式温度测量仪的制作方法
【专利摘要】申请涉及一种非接触式温度测量仪，其包括：壳体部分，设置在壳体部分内的、用于以非接触的方式测量目标物体温度的测温系统，设在壳体部分前部的、用于测量壳体部分温度的壳体温度传感器，设置在壳体部分上或壳体部分内部的警报器，和设在壳体部分内的控制装置。控制装置构造成可接收来自壳体温度传感器的测量信号，并根据测量信号向警报器和/或测温系统中的至少一个发送控制信号。一旦壳体温度传感器检测到壳体部分前部温度过高时，控制装置可发出控制信号，使警报器发出警报和/或使测温系统停止工作，以提醒检测人员及时后退，从而能保护检测人员的人身安全，并降低温度测量仪过热受损的风险。
【专利说明】非接触式温度测量仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种温度测量装置，特别是非接触式温度测量仪。
【背景技术】
[0002]自然界的各种物体都具有一定的温度，而物体的温度往往能够反映出它所处的物理状态，因此可以通过测量物体的温度来了解它的物理状态及变化情况。凡是温度高于绝对零度的物体都会产生红外辐射，并且物体的红外辐射与它的表面温度密切相关。因此可以通过测量物体的红外辐射，并根据红外辐射与温度的对应关系，来确定物体表面的温度。一般而言，物体表面的温度越高，该物体发出的红外辐射越强。
[0003]根据上述原理，已经开发出了多种类型的非接触式温度测量仪。与传统的接触式的温度测量仪相比，非接触式温度测量仪有极大的优势。具体来说，使用非接触式温度测量仪，检测人员能够在距离某些危险的目标物体，例如高炉，较远的位置对其进行温度测量，从而有利于保障检测人员的人身安全。另外，使用非接触式温度测量仪可以实现对运行中的设备的在线温度测量，能够实时监控该设备的运行状态。同时，非接触式温度测量仪还可以检测传统接触式温度测量仪无法检测的高温物体，例如熔化的铁水，的温度。
[0004]目前已知的非接触式温度测量仪包括辐射温度测量仪、光学温度测量仪、光电温度测量仪、比色温度测量仪、红外温度测量仪等多种类型。其中红外温度测量仪是一种较为常见的非接触式温度测量仪，它依据光谱辐射原理，通过检测汇聚到其光学系统视场内的红外辐射能量，经过处理而计算得出目标物体的实际温度值。例如当利用红外温度测量仪检测温度高达3000°C的目标物体时，为避免高温灼伤，检测人员需要身穿安全防护服手持红外温度测量仪进行检测。由于身穿安全防护服，检测人员对周围环境温度的变化不敏感，不能及时感知其所处环境的温度。由此可能出现检测人员与目标物体的距离过近的情况。这既可能危及检测人员的人身安全，还可能导致壳体温度过高、红外测量仪壳体发热变形，甚至损坏价格较为昂贵的红外温度测量仪，因此必须尽可能地避免该情况发生。
实用新型内容
[0005]针对上述现有技术存在的问题，本申请要解决的技术问题之一是提供一种非接触式温度测量仪，该非接触式温度测量仪能够防止检测人员距离目标物体过近，从而减小因检测人员太靠近目标物体而危及其人身安全和损害非接触式温度测量仪的风险。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供了一种非接触式温度测量仪，所述测量仪包含壳体部分，设置在壳体部分内的、用于以非接触的方式测量目标物体温度的测温系统，设置在壳体部分前部的、用于测量壳体部分温度的壳体温度传感器，设置在壳体部分上或壳体部分内部的警报器，以及设置在壳体部分内的控制装置。其中，控制装置构造成可接收来自壳体温度传感器的测量信号，并根据测量信号向警报器和/或测温系统中的至少一个发送控制信号。
[0007]根据本申请的一个方面，壳体部分包含前端壳体和主壳体，所述前端壳体连接至所述主壳体的前端，前端壳体的材料与主壳体的材料不同，并且壳体温度传感器设置在前端壳体。
[0008]根据本申请的另一个方面，上述前端壳体的材料为树脂，并且该树脂的热变形温度高于主壳体的材料的热变形温度。
[0009]根据本申请的另一个方面，上述树脂为聚苯硫醚或聚酰胺或聚苯硫醚与聚酰胺的共聚物。
[0010]根据本申请的另一个方面，上述前端壳体的材料为金属。
[0011]根据本申请的另一个方面，上述金属为铝或不锈钢。
[0012]根据本申请的另一个方面，上述前端壳体的材料为陶瓷。
[0013]根据本申请的另一个方面，上述陶瓷为碳化锆或硼化锆一碳化硅。
[0014]根据本申请的另一个方面，上述壳体温度传感器为热电偶、热敏电阻、钼电阻，半导体测温1C、二极管、三极管、红外温度传感器中的至少一种。
[0015]根据本申请的另一个方面，上述壳体温度传感器设置在上述前端壳体的表面或者嵌入前端壳体内。
[0016]根据本申请的另一个方面，上述警报器包括可视警报器、声音警报器和震动器中的一种或多种。
[0017]根据本申请的另一个方面，上述警报器可包括可视警报器，并且所述可视警报器为LED指示灯、IXD显示器、电子墨水显示器中的一种或多种。
[0018]根据本申请的另一个方面，上述警报器可包括声音警报器，所述声音警报器为蜂鸣器、电子扬声器中的一种或多种。
[0019]根据本申请的另一个方面，上述警报器可包括震动器，所述震动器为偏心电机。
[0020]根据本申请的另一个方面，上述主壳体包括握持部。
[0021]根据本申请的另一个方面，上述警报器为震动器，设置在上述握持部内。
[0022]根据本申请的另一个方面，所述非接触式温度测量仪的测温系统为红外测温系统。
[0023]根据本申请的另一个方面，上述前端壳体与上述主壳体以可拆卸的方式进行连接。
[0024]根据本申请的另一个方面，上述前端壳体与上述主壳体之间通过螺钉、螺栓、卡扣或铆钉可拆卸地连接。
[0025]由于根据本申请的非接触式温度测量仪在其壳体部分前部设有壳体温度传感器，因此能够实时检测非接触温度测量仪壳体前部及其周围环境的温度。当壳体温度传感器检测到的温度高于一定阈值时，确定非接触式温度测量仪有过热风险。此时，设置在壳体部分内的控制装置可以向非接触式温度测量仪的警报器或测温系统中的至少一个发送控制信号。该控制信号可启动警报器使之发出警报和/或使测温系统停止操作，从而提醒检测人员目前非接触式温度测量仪处于过热状态，需要退到相对目标物体距离较远的安全区域内。因此，利用根据本申请的非接触式温度测量仪能有效地保证检测人员的人身安全，并降低非接触式温度测量仪本身温度过高而损坏的风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]本申请的上述及其他特征将通过结合以下附图和所附权利要求书进一步说明。应当理解，这些附图仅展示了根据本申请的某些实施例，因此不应被视为是对本申请范围的限制。除非特别说明，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号一般表示类似的部件。
[0027]图1是根据本申请一实施例的非接触式温度测量仪的示例性结构示意图；
[0028]图2是图1所示非接触式温度测量仪的前端壳体和主壳体的局部放大剖视图；
[0029]图3是图1所示非接触式温度测量仪的工作流程图；
[0030]图4是根据本申请另一实施例的非接触式温度测量仪的示例性结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]以下的详细说明中引用了作为本文组成部分的附图。详细说明、附图和权利要求书中描述的示例性的实施例并非出于限制目的。还可以采用其他的实施例和做出其他改变而不脱离本申请的精神和主题范围。应当理解，在此说明并图示的本申请的各个方面可以被布置、替换、组合、分离和设计成很多的不同配置，这些不同配置都包括在本申请保护的内容之中。
[0032]在下文中，为了对具体实施例进行清楚的描述，将采用一些特定的术语。然而采用这些术语的本意并非限制本申请的保护范围，这些术语的范围应该扩展至任何以大致相同的手段达到大致相同目的的等同替换。
[0033]首先将参考图1-3来说明根据本申请的非接触式温度测量仪的一个实施例。图1示出了根据本申请的非接触式温度测量仪100的结构。如图1所示，非接触式温度测量仪100包括壳体部分10。该壳体部分10又可进一步包含前端壳体14和主壳体12。壳体部分10的前部，即前端壳体14的内表面设置有壳体温度传感器16,用于测量在η时刻的壳体部分10前部(即前端壳体14)及其周围环境的温度Τ(η)。在图1中显示的实施例中，壳体部分10前部设有两个壳体温度传感器16。但对本领域技术人员而言,壳体温度传感器16数量可以有多种变化，例如可以设置I个、2个、3个、4个或者更多个壳体温度传感器16。
[0034]壳体温度传感器16可以采用任何适合的本领域公知的温度传感器，例如热电偶、热敏电阻、钼电阻、半导体测温1C、二极管、三极管、红外温度传感器等。
[0035]主壳体12的材料为本领域常用的塑料，例如ABS、PC、ABS与PC的混合物、PP、PS、HIPS等。如图1所示，主壳体12包含握持部15，方便检测人员用手握住非接触式测量仪100。前端壳体14的材料与主壳体12的材料不同。前端壳体14可用树脂制成，并且该树脂的热变形温度高于主壳体12的材料的热变形温度，从而能够在检测时更好地抵御高温环境的影响。在本申请中，用作前端壳体14材料的树脂可以是符合上述条件的任何本领域公知的耐高温树脂，例如聚苯硫醚、聚酰胺，或者聚苯硫醚与聚酰胺的共聚物等。
[0036]在图1所不的实施例中，壳体部分10 (例如，主壳体12)还设有警报器18。警报器18可以包括可视警报器181、声音警报器182以及震动器183。可视警报器181嵌入主壳体12中，优选位于主壳体12的面向检测人员的部分，以便检测人员在测量温度的同时观察可视警报器181的显示。可视警报器181可以是本领域公知的任何合适的显示装置，例如LED指示灯、IXD显示器、电子墨水显示器等各种形式。虽然图1中仅显示了一个可视警报器181，但显而易见的是，可以设置多个可视警报器181，例如设置2个、3个、4个可视警报器181等等。当设置多个可视警报器181时，各可视警报器181的具体类型既可以相同，也可以不同。
[0037]声音警报器182设置在壳体部分10内或者壳体部分10的表面上,优选设置在主壳体12的靠近检测人员的位置。声音警报器182可以构造成本领域公知的任何合适的发声装置，例如蜂鸣器、电子扬声器等。虽然图1所示的实施例中仅设置了一个声音警报器182，但本领域技术人员可以很容易地想到，还可以设置更多的声音警报器182，例如设置2个、3个、4个声音报警器182等等。在设置多个声音警报器182的情况下，各声音警报器182的具体类型可以相同或不同。
[0038]震动器183设置在壳体部分10内，优选设置在主壳体12的握持部15内，以便检测人员能够更容易地感知到震动器183的振动。震动器183可以构造成任何本领域公知的合适的震动器，例如偏心电机等。
[0039]虽然在图1-3所示的实施例中，设置了一个可视警报器、一个声音警报器和一个震动器，但本领域技术人员可以很容易想到，可以根据实际需要对警报器的类型、数量和设置位置进行调整(例如，只设置可视警报器、声音警报器和震动器中的一种或两种)，而不脱离本申请的精神和范围。
[0040]壳体部分10内还设置有用于以非接触方式测量目标物体温度的测温系统11和控制装置20(在图1和图2中未显示)。测温系统11例如为红外测温系统，通过测量目标物体的红外辐射强度来确定目标物体的温度。如图3所示，壳体温度传感器16测量在η时刻前端壳体14及其周围环境的温度T (η)，并将测量信号发送至控制装置20。控制装置20接收测量信号，根据下列公式(I)计算前端壳体14在η时刻的温度增量Ae(n)，并判断是否应向警报器18和/或测温系统11发送控制信号。在公式⑴中，变量T(n-l)和T(n)分别代表在η-1和η时刻由壳体温度传感器16测得的温度，变量Λ t代表n_l与η时刻之间的时间间隔。警报器18可根据接收到的控制信号确定输出警报提示或停止输出警报提示，而测温系统11则可根据接收到的控制信号停止或恢复其测温操作。
r ^ A ,、 Tin) - Γ(κ -1)
[0041]Hue (η) — --:-:-
M⑴
[0042]当前端壳体14在η时刻的温度T (η)达到(即，大于或等于)警示阈值!^^时，或温度增量Ae(n)达到(即，大于或等于)温度增量的警示阈值Aejaa时，表明前端壳体14的温度已经过高，检测人员需要立即退后。在此情况下，控制装置20可向警报器18和/或测温系统11发送控制信号。例如，控制装置20可向警报器18发送控制信号，使得警报器18发出警报，警告检测人员及时撤退到安全区域。具体地，例如，控制信号可控制可视警报器181输出警报提示(例如通过使LED指示灯闪烁或者显示为红色，或者在LCD显示器或电子墨水显示器上显示警告语句等)。另外，控制信号可使声音警报器182发出声音警报，例如蜂鸣器发出蜂鸣声，或者电子扬声器发出声音警报提不等。控制信号还可使震动器183进行振动，例如使偏心电机转动，从而提醒检测人员退后。另外，也可通过控制信号使测温系统11停止测温操作，以保护测温系统11并提醒检测人员退后。
[0043]当前端壳体14在η时刻的温度Τ(η)等于或低于警报取消阈值且温度增量Ae (η)等于或低于温度增量的警报取消阈值时，表明前端壳体14的温度已经到达安全范围，可以取消警报。在此情况下，控制装置20向警报器18和/或测温系统11发送控制信号，使警报器18停止输出警报提示，和/或使测温系统11恢复测温操作。当然，本领域技术人员也可以想到，控制装置20也可以配置成当前端壳体14在η时刻的温度Τ(η)等于或低于警报取消阈值1^_时，或者当温度增量Ae(n)等于或低于温度增量的警报取消阈值Δ eM时，向警报器18和/或测温系统11发送控制信号,使警报器18停止输出警报提示，和/或使测温系统11恢复测温操作。
[0044]上述各温度阈值之间的关系为:T取消< T启动，Ae取消〈Ae启动。为保护使用者及仪器的安全，可将Tiaa设置为60_90°C，或者其他合适的数值；警报阈值八6]^可以为0.21:/秒到2°C /秒，或者其他合适的数值，例如4°C /秒、5°C /秒、6°C /秒等等；警报取消阈值TM可以为T启动的60%到95%或者其他合适的数值；警报取消阈值可以为-0.2°C /秒到(TC /秒或者其他合适的数值。对本领域技术人员显而易见的是，以上说明的各温度阈值还可以设定成其他合适的数值或范围。
[0045]图2显示了图1所示的前端壳体14和主壳体12之间连接结构的局部放大剖视图。如图2所示，前端壳体14和主壳体12以可拆卸的方式进行连接。前端壳体14通过螺钉21连接至主壳体12的前端。这种可拆卸的连接结构优势在于，当非接触式温度测量仪的前端壳体14损坏时，仅需拆卸并替换前端壳体14，而无需替换温度测量仪的整个壳体部分10。对本领域技术人员显而易见的是，前端壳体14和主壳体12之间还可以通过本领域公知的其他可拆卸的连接机构，例如螺栓、卡扣、铆钉等实现。
[0046]以下将结合附图1-3简要介绍根据本申请非接触式温度测量仪100的工作过程，以便本领域的技术人员更好地理解本申请。
[0047]检测人员手持非接触式温度测量仪100走向需测量的目标物体。当壳体温度传感器16测量到在Ii1时刻前端壳体14及其周围的温度T(Ii1)达到(即，大于或等于)警示阈值Tiaa，或者控制装置20在接收到壳体温度测量信号T(Ii1)后计算出Ii1时刻的温度增量Ae(H1)达到(即，大于或等于)温度增量的警示阈值时，控制装置20向警报器18和/或测温系统11发出控制信号，使得警报器18输出警报提示，和/或使测温系统11停止测温操作。在警报提示发出以后，如果检测人员远离需测量目标物体，使得壳体温度传感器16测量到在n2时刻的温度T (n2)等于或低于警报取消阈值，且控制装置20计算出n2时刻温度增量Ae(Il2)等于或低于温度增量的警报取消阈值时，控制装置20就向警报器18和测温系统11发出控制信号，使得警报器18停止输出警报警示，测温系统11恢复其测温操作。
[0048]图4示出了本申请的非接触式温度测量仪的另一实施例。如图4所示的非接触式温度测量仪100’的构造和控制流程与图1示出的非接触式温度测量仪100大致相同。因此在下面的说明中，将重点说明非接触式温度测量仪100’与图1所示非接触式温度测量仪100不同的部件，未详细描述的部件及控制流程可参见上面对非接触式温度测量仪100的说明。
[0049]如图4所示，非接触式温度测量仪100’包括壳体部分10’。该壳体部分10’进一步包含前端壳体14’和主壳体12’。主壳体12’可采用与图1所示的主壳体12相同或者不同的合适的结构。如图4所示，主壳体12’也包含握持部15’，以便检测人员用手握住非接触式测量仪100’。
[0050]壳体温度传感器16’可采用与图1所示的壳体温度传感器16相同或不同的合适的传感器，但其设置位置与图1所示的壳体传感器16略有不同。具体来说，在本实施例中，壳体温度传感器16’设置在壳体部分10’的前部的外表面或者嵌入前端壳体14’内。
[0051]前端壳体14’的材料采用能够抵御高温环境影响的金属或陶瓷。在本申请中，用作前端壳体14’材料的金属可以为本领域公知的任何合适的金属，例如铝或不锈钢。而用作前端壳体14’材料的陶瓷可以为本领域公知的任何合适的陶瓷，例如碳化锆或硼化锆一碳化娃。
[0052]在图4所示的实施例中，警报器18’也包括可视警报器181’、声音警报器182’和震动器183’。可视警报器181’设置在主壳体12’的面向用户的外表面上。与图1所示的可视警报器181相似，可视警报器181’可以是任何本领域公知的合适的显示装置，例如LED指示灯、IXD显示器、电子墨水显示器等各种形式。声音警报器182’和震动器183’的类型与设置位置可与图1所示的实施例所述的类型和设置位置相同，或者采用其他合适的方案，在此不再赘述。
[0053]壳体部分10’内也设置有测温系统和控制装置，它们与壳体温度传感器16’和警报器18’的连接关系和信号传输关系，以及控制装置的控制流程可采用与图1示出的实施例相同的方案，或者对其进行合适的变化，在此不再详述。
[0054]尽管在此公开了本申请的各个方面和实施例，但其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的，而非限制目的。本申请的保护范围和精神由所附的权利要求书来确定。
【权利要求】
1.一种非接触式温度测量仪，其特征在于，所述非接触式温度测量仪包括: 壳体部分， 设置在所述壳体部分内的、用于以非接触的方式测量目标物体温度的测温系统， 设置在所述壳体部分前部的壳体温度传感器， 设置在所述壳体部分上或所述壳体部分内部的警报器，及 设置在所述壳体部分内的控制装置，所述控制装置构造成可接收来自所述壳体温度传感器的测量信号，并根据所述测量信号向所述警报器和所述测温系统中的至少一个发送控制信号。
2.如权利要求1所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述壳体部分包含前端壳体和主壳体，所述前端壳体连接至所述主壳体的前端，所述前端壳体的材料与所述主壳体的材料不同，并且所述壳体温度传感器设置在所述前端壳体。
3.如权利要求2所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述前端壳体的材料为树月旨，并且所述树脂的热变形温度高于所述主壳体的材料的热变形温度。
4.如权利要求3所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述树脂为聚苯硫醚或聚酰胺或聚苯硫醚与聚酰胺的共聚物。
5.如权利要求2所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述前端壳体的材料为金属。
6.如权利要求5所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述金属为铝或不锈钢。
7.如权利要求2所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述前端壳体的材料为陶瓷。
8.如权利要求7所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述陶瓷为碳化锆或硼化锆一碳化硅。
9.如权利要求1-8中任一项所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述壳体温度传感器为热电偶、热敏电阻、钼电阻、半导体测温1C、二极管、三极管和红外温度传感器中的至少一种。
10.如权利要求2-8中任一项所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述壳体温度传感器设置在所述前端壳体的表面或者嵌入所述前端壳体内。
11.如权利要求2-8中任一项所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述警报器包括可视警报器、声音警报器和震动器中的一种或多种。
12.如权利要求11所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述警报器包括可视警报器，并且所述可视警报器为LED指示灯、LCD显示器和电子墨水显示器中的一种或多种。
13.如权利要求11所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述警报器包括声音警报器，并且所述声音警报器为蜂鸣器和电子扬声器中的一种或多种。
14.如权利要求11所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述警报器包括震动器，并且所述震动器为偏心电机。
15.如权利要求2所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述主壳体包括握持部。
16.如权利要求15所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述警报器为震动器，所述震动器设置在所述握持部内。
17.如权利要求1-8，15-16中任一项所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述测温系统为红外测温系统。
18.如权利要求2-8，15-16中任一项所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述前端壳体与所述主壳体以可拆卸的方式进行连接。
19.如权利要求18所述的非接触式温度测量仪，其特征在于，所述前端壳体与所述主壳体之间通过螺钉、螺栓、卡扣或铆钉可拆卸地连接。
【文档编号】G01K1/12GK204043803SQ201420438236
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】杨雪, 吕开元 申请人:丹纳赫（上海）工业仪器技术研发有限公司