一种THz回波高温温度测量方法

文档序号:25535360发布日期:2021-06-18 20:28阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种thz回波高温温度测量方法,其特征在于,所述方法包括:

生成指定thz频率的thz源信号与thz参考信号,其中所述thz源信号用于通过thz波采集光学镜头传输并聚焦到被测高温对象上;

检测所述thz源信号经待测高温对象反射的thz回波;

测量被测高温对象与thz回波高温温度测量装置之间的距离;

根据所述thz参考信号、所述thz回波以及距离获得被测高温对象的温度值。

2.根据权利要求1所述的thz回波高温温度测量方法,其特征在于,根据所述thz参考信号、所述thz回波以及距离获得被测高温对象的温度值包括:

根据所述thz参考信号获得thz参考信号时域谱,根据所述thz回波获得thz回波信号时域谱;

对所述thz参考信号时域谱和thz回波信号时域谱进行线性快速傅立叶变换,获得thz参考信号频域谱和thz回波信号频域谱;

根据所述thz参考信号频域谱、所述thz回波信号频域谱及距离获得被测高温对象的温度值。

3.根据权利要求2所述的thz回波高温温度测量方法,其特征在于,对所述thz回波信号时域谱进行线性快速傅立叶变换,获得thz回波信号频域谱包括:

利用传统快速傅立叶变换算法,对所述thz回波信号时域谱进行变换;

对采用传统快速傅立叶变换后的thz回波信号时域谱,进行线性快速傅立叶变换,获得thz回波信号频域谱,其中线性快速傅立叶变换的计算公式为:

其中,代表k次谐波的复振幅,为传统的fft算法傅立叶变换后的thz回波信号时域谱结果,x0,xn为信号离散的采样点,zk为变换辅助复数,uk为辅助复数的实部,vk辅助复数的虚部,为n为采样点数,f为采样步长,k代表第k个采样变换点。

4.根据权利要求2或3所述的thz回波高温温度测量方法,其特征在于,根据所述thz参考信号频域谱、所述thz回波信号频域谱及距离获得被测高温对象的温度值包括:

根据所述thz参考信号频域谱,获得thz参考信号频域幅值;

根据所述thz回波信号频域谱,获得thz回波信号频域幅值;

计算指定工作thz频率下所述thz参考信号频域幅值和thz回波信号频域幅值之间的偏差,获得thz参考信号与thz回波之间的幅值偏差量;

根据不同的温度对应的幅值偏差量和距离不同,拟合构建thz回波测温模型;

基于所述thz回波测温模型,获得被测高温对象的温度值。

5.根据权利要求4所述的thz回波高温温度测量方法,其特征在于,根据不同的温度对应的幅值偏差量和距离不同,拟合构建thz回波测温模型包括:

实时获得thz回波高温温度测量装置与黑体之间的标定距离,所述黑体用于产生所需的可控高温;

采集黑体在标定工作温度下的thz标定参考信号时域谱以及thz标定回波信号时域谱,同步记录下黑体上显示的标定温度;

对所述thz标定参考信号时域谱和thz标定回波信号时域谱进行线性快速傅立叶变换,获得thz标定参考信号频域谱和thz标定回波信号频域谱;

根据所述thz标定参考信号频域谱,获得thz标定参考信号频域幅值;

根据所述thz标定回波信号频域谱,获得thz标定回波信号频域幅值;

计算所述thz标定参考信号频域幅值和thz标定回波信号频域幅值之间的偏差,获得thz标定参考信号与thz标定回波之间的标定幅值偏差量;

根据所述标定温度与所述标定幅值偏差量和标定距离之间的关系,拟合构建thz回波测温模型。

6.根据权利要求5所述的thz回波高温温度测量方法,其特征在于,根据所述thz回波获得thz回波信号时域谱包括:

采用前置源放大器和锁相放大器提取所述thz回波的thz回波信号时域谱。

7.根据权利要求6所述的thz回波高温温度测量方法,其特征在于,生成指定thz频率的thz源信号与thz参考信号之前包括:

确定thz波测温频谱段,所述thz波测温频谱段为1.3thz。

8.根据权利要求7所述的thz回波高温温度测量方法,其特征在于,生成指定thz频率的thz源信号与thz参考信号具体为通过thz量子级联激光器生成。

9.根据权利要求8所述的thz回波高温温度测量方法,其特征在于,检测所述thz源信号经待测高温对象反射的thz回波具体为通过thz量子阱探测器检测。

10.根据权利要求9所述的thz回波高温温度测量方法,其特征在于,测量被测高温对象与thz回波高温温度测量装置之间的距离具体为通过测距激光雷达测量。


技术总结
本发明公开了一种THz回波高温温度测量方法,通过生成指定THz频率的THz源信号与THz参考信号,其中THz源信号用于通过THz波采集光学镜头传输并聚焦到被测高温对象上,检测THz源信号经待测高温对象反射的THz回波,测量被测高温对象与THz回波高温温度测量装置之间的距离以及根据THz参考信号、THz回波以及距离获得被测高温对象的温度值,解决了现有非接触式测温装置在复杂恶劣环境下对高温物体温度检测精度低的技术问题,巧妙利用太赫兹波穿透性强的特点,在保证复杂环境中还能接受到太赫兹信号,从而对被测高温源进行精确测温,同时具有非接触的特点,这对于高温物体复杂环境内的测温具有重要意义。

技术研发人员:陈致蓬;阳春华;桂卫华
受保护的技术使用者:中南大学
技术研发日:2021.02.07
技术公布日:2021.06.18
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