本发明涉及一种非接触式测温系统，尤其涉及一种非接触式光学测温系统，属于非接触式测温技术领域。
背景技术：
传统的测温装置有温度传感器和红外测温仪。通常光纤传感器由于具有抗电磁干扰、高精度、高灵敏度等优点，光纤传感器越来越广泛地应用于各种物理量的测量，如温度、应力、磁场、方位、振动等。而光学的传感器主要应用于振动、流量及水平位移的测量，这里提出了一种非接触式光学测温系统，尤其适用于微小温度变化的监测。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种非接触式光学测温系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种非接触式光学测温系统，其特征在于：包括激光器、半反半透镜、第一反射镜、相位补偿板、滤光透镜、第二反射镜、可移动反射镜、密封圈、膨胀液、金属容器、箱体、ccd相机及信号处理机。
所述激光器、半反半透镜、第一反射镜、相位补偿板、滤光透镜、第二反射镜及可移动反射镜构成迈克尔逊干涉系统，经过所述第一反射镜的激光光路为参考光路，经过所述相位补偿板、滤光透镜、第二反射镜及可移动反射镜的激光光路为信号光路，所述滤光透镜对所述激光器产生激光透过率大于90％，所述激光器产生的激光波长为380nm至760nm之间的可见光波段，所述膨胀液体积随温度变化时，所述金属容器容积不变，膨胀液推动第二反射镜上下移动。所述密封圈将膨胀液密封在金属容器内，并且密封圈能够随膨胀液的推动上下移动，并保持密封性。
所述ccd相机实时采集迈克尔逊干涉系统的干涉条纹，并将采集的干涉条纹图像信息传递给信号处理机。所述信号处理机对干涉条纹图像信息实时进行帧间强度相关处理，得到干涉条纹的相位变化值，并进一步解算出膨胀液的温度。
进一步的，所述信号处理机对干涉条纹图像信息实时进行帧间强度相关处理，即先提取干涉图像的图像系数矩阵，再对相邻干涉图像的系数矩阵进行强度相关运算，通过最小二乘迭代得到每帧干涉图样的相位变化值。
进一步的，所述膨胀液盛于所述金属容器内，金属容器采用导热性良好的金属材料(如铜等)，金属容器置于箱体内，即膨胀液温度、金属容器温度与箱体内温度一致。
进一步的，所述的第一反射镜与可移动反射镜为镜面反射镜或漫反射镜。
因为本发明采用以上技术方案，所以具备以下有益效果：
一、本发明中的膨胀液体积随温度变化时，推动可移动反射镜上下移动，导致迈克尔逊干涉系统的干涉条纹发生移动，经过信号处理机对条纹信息进行帧间强度相关处理，得到干涉条纹的相位变化值，因此可以通过信号处理机实时解算干涉条纹的相位变化信息而解算出膨胀液的温度值，系统设计独特。
二、采用迈克尔逊干涉仪系统，具有精度高、响应快及动态范围大等优点，尤其适用于微小温度变化的监测。
三、本发明中的帧间强度相关方法在处理干涉图像方面，不仅对干涉图像的对比度要求不高，而且具有相当高的精度和计算速度。
四、系统工作在可见光波长范围内，不仅方便光路调节，及时规避激光对人眼造成伤害，同时在系统光路出现较大偏差时，能够及时对系统进行调整，校正系统至系统正常工作。
五、系统结构设计简单，易于操作，容易实现系统性能提高的相关改进。
附图说明
图1为本发明原理图。
图中1-激光器，2-半反半透镜，3-第一反射镜，4-相位补偿板，5-滤光透镜，6-第二反射镜，7-可移动反射镜，8-密封圈，9-膨胀液，10-金属容器，11-箱体，12-ccd相机，13-信号处理机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明采用一种非接触式光学测温系统，其特征在于：包括激光器1、半反半透镜2、第一反射镜3、相位补偿板4、滤光透镜5、第二反射镜6、可移动反射镜7、密封圈8、膨胀液9、金属容器10、箱体11、ccd相机12及信号处理机13。
上述方案中的激光器1、半反半透镜2、第一反射镜3、相位补偿板4、滤光透镜5、第二反射镜6及可移动反射镜7构成迈克尔逊干涉系统，经过第一反射镜3的激光光路为参考光路，经过相位补偿板4、滤光透镜5、第二反射6及可移动反射镜7的激光光路为信号光路，所述滤光透镜5对所述激光器1产生激光透过率大于90％，所述激光器1产生的激光波长为380nm至760nm之间的可见光波段。
上述方案中的膨胀液9体积随温度变化时，所述金属容器10容积不变，膨胀液9推动可移动反射镜7上下移动。所述密封圈8将膨胀液9密封在金属容器10内，并且密封圈8能够随膨胀液的推动上下移动，并保持密封性。所述的第一反射镜3与可移动反射镜7为镜面反射镜或漫反射镜。
上述方案中的ccd相机12实时采集迈克尔逊干涉系统的干涉条纹，并将采集的干涉条纹图像信息传递给信号处理机13。所述信号处理机13对干涉条纹图像信息实时进行帧间强度相关处理，所述帧间强度相关算法原理如下：
由ccd相机12采集到的干涉图像光强分布可以表示为：
其中m为相移次数，n为ccd相机12像素个数，其余为干涉表达式中的系数常量。
而ccd相机12拍摄得到建立的方程个数远大于方程未知数个数，通过使下述代价方程最小化得到方程组的最小二乘解。
进一步将上述方程组矩阵化，定义c(1)是干涉条纹图像的大小为m×m的相关矩阵，干涉图像中相位的移动只是相关矩阵ii+的函数。假设光强分布的测量误差服从均值为零的随机统计规律，并且与波前变量无关，c(1)的最小特征值近似与光强误差的方差
其中，定义调制光波为um＝exp(iθm)，参考光为
c＝dc(ns)dt≈vhv+
其中，
利用等式右侧模型对左侧计算得到的矩阵c进行最小二乘迭代拟合，得到的相位变化大小，
上述方案中的膨胀液9盛于所述金属容器10内，金属容器10采用导热性良好的金属材料铜，金属容器10置于箱体11内，即膨胀液温度、金属容器温度与箱体内温度一致。
上述方案中激光器1产生的激光波长为λ，金属容器10内所盛膨胀液9的体积为v，膨胀液9的膨胀系数为k，密封圈8的横向截面积为d，系统检测的初始温度值为c，信号处理机13解算到干涉条纹的相位移动为δ，则系统实时检测到的温度ct有下面的公式计算出：
ct＝c+δλd/(2πvk)
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。