(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211164343.2 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 河南省科 学院应用物理研究所有限 公司 地址 450000 河南省郑州市金 水区政六街 22号 申请人 河南省科 学院 (72)发明人 王建业　王玎　刘抗　安浩平　 刘新　陈琳　庄春生　张伟　 张松涛　杨森　 (74)专利代理 机构 郑州明华专利代理事务所 (普通合伙) 41162 专利代理师 高丽华 (51)Int.Cl. G01J 5/60(2006.01)G01J 5/53(2022.01) G01J 5/07(2022.01) G01J 5/04(2006.01) G01J 5/02(2022.01) G01J 5/00(2022.01) G06F 30/20(2020.01) B01D 46/64(2022.01) B01D 53/04(2006.01) B01D 53/26(2006.01) (54)发明名称 一种工业辐射测温设备及其测温方法 (57)摘要 本发明涉及测温技术领域， 具体涉及一种工 业辐射测温设备及其测温方法。 包括测温箱、 移 动结构、 测温探头和传动结构； 测温箱内设有吸 尘结构， 用于净化辐射测温现场周边的粉尘和气 体； 移动结构， 包括移动轮和调节件； 测温探头通 过传动结构设置于测温箱， 且传动结构配置成可 带动测温探头达到预设高度， 并通过转动测温探 头达到最佳的测温预设角度； 测温探头还包括探 箱、 风幕机、 比色温度仪和多波长测温仪。 该测温 设备结构设计合理， 便于移动和位置固定， 同时 还便于调节高度和角度偏转， 对仪器所处辐射现 场进行净化、 吹扫， 并通过构建特定发射率模型， 辅助物理模 型输出数据的计算修正， 求解得出目 标真温， 进一步提高了该辐射测温设备的测量精 度。 权利要求书2页 说明书9页 附图9页 CN 115541035 A 2022.12.30 CN 115541035 A 1.一种工业辐射测温设备， 其特 征在于： 包括测温箱、 移动结构、 测温探 头和传动结构； 所述测温箱左右分布， 且内设有吸尘结构， 所述吸尘结构包括进风口、 集风管、 吸风机、 吸尘件和出风口； 所述出风口为环形结构， 所述集风管为适配出风口的外形结构， 且通过支 架连接固定， 所述集风管上端面为开口结构， 且下端还连通有 净化通道； 所述进风口设置在 测温箱侧 壁， 所述净化通道的输出端连接所述进风口； 所述吸风机设置于所述净化通道且 靠近出风口的一端； 所述吸尘件设置于所述净化通道内， 且位于吸风机与出风口之间， 用于 净化辐射测温现场周边的粉尘和气体； 所述移动结构， 包括移动轮和调 节件； 所述移动轮为均布的多个， 且设置于测温箱的底 部； 所述调节件也为均 布且设置于测温箱底部的多组； 且保持移动状态下， 调节件收缩且高 度小于移动轮的高度； 固定找 平状态下， 调节件伸长， 且高度大于移动轮的高度； 所述测温探头通过传动结构设置于测温箱， 且传动结构配置成可带动测温探头达到预 设高度， 并通过转动测温探头达到最佳的测温预设角度； 所述测温探头还包括探箱、 风幕 机、 比色温度仪和多波长测温仪以及显示屏； 所述探箱为左右分布的矩形结构， 且内部 设有 空腔， 探箱左端还设有开口， 所述开口与空腔相通， 且风幕机设置在所述开口处， 用于空气 吹扫杂散辐射及介质吸收； 所述比色温度仪 设置在空腔内， 且靠近开口一端； 所述多波长测 温仪设置在比色温度仪的右侧， 且二者电性连接； 所述显示屏设置于探箱， 且用于显示目标 监测真温。 2.如权利要求1所述的一种工业辐射测温设备， 其特征在于： 在所述进风口、 出风口处 均设有10 0微米网孔级别的过 滤网。 3.如权利要求2所述的一种工业辐射测温设备， 其特征在于： 所述净化通道、 进风口为 匹配安装 且均布的四组。 4.如权利要求3所述的一种工业辐射测温设备， 其特征在于： 所述吸尘件包括过滤网、 活性炭包和HEPA过滤棉； 所述过滤网设置在净化通道的输入端， 且所述过滤网采用10 ‑20微 米网孔直径大小的过滤网， 所述HEPA过滤棉设置于所述净化通道的输出端， 所述活性炭包 设置于过滤网和HEPA过滤棉之间， 且三 者之间通过挡台进行安装， 并存有间隙。 5.如权利要求4所述的一种工业辐射测温设备， 其特征在于： 所述调节件包括调节螺 杆、 调节轴套和垫块； 所述调节螺杆为两个， 上方的所述调节螺杆与测温箱连接固定， 下方 的调节螺杆连接所述垫块； 所述调节轴套转动连接两个所述调节螺杆， 以使调节轴套转动， 形成调节件整体长度的伸缩变化。 6.如权利要求5所述的一种工业辐射测温设备， 其特征在于： 所述传动结构包括传动 箱、 驱动杆、 传动杆和转动件； 所述传动箱设置在测温箱内， 且前后两侧均通过连杆固定； 所 述传动箱内腔为中空结构， 且上下设有贯通的安装孔， 前侧还设有贯通的连接孔， 所述传动 箱内还设有第一锥齿轮， 且第一锥齿轮与安装孔同轴心设置； 所述驱动杆前后设置， 且贯通 测温箱和传动箱侧 壁延伸至传动箱内腔； 所述驱动杆的外端连接有转动旋钮， 内端连接有 第二锥齿轮； 所述传动杆上下分布， 且贯穿安装孔并与第二锥齿轮螺纹连接； 第一锥齿轮与 第二锥齿轮啮合传动； 所述转动件设置于传动杆上方， 用于带动测温探头整体发生预设偏 转。 7.如权利要求6所述的一种工业辐射测温设备， 其特征在于： 所述转动件包括安装块、 第一齿轮、 第二齿轮和旋转电机； 所述安装块通过连接杆设置于探箱下端， 且通过轴承与传权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541035 A 2动杆保持相对转动； 安装块通过伸缩套 管与测温箱连接； 所述第一齿轮套设安装于连接杆， 所述旋转电机固定安装于所述安装块上， 且输出轴 上连接所述第二齿轮， 所述第二齿轮与 第一齿轮啮合传动， 带动弧形侧板和探箱发生预设偏转角度。 8.如权利要求7所述的一种工业辐射测温设备， 其特征在于： 该测温探头形成叠加层级 的测温集成架构， 保持在比色法测温基础上， 通过六波长、 八波长的多波长测温技术， 利用 目标多个波长的辐 射亮度， 通过构建特定发射率模型并修正求解得出目标真温， 利用环境 氛围可控的高温加热腔体模拟工业环境， 采用高精度标准红外辐 射源进行辐 射衰减测量， 依据大量的测试数据建立相应的数据库， 对不同温度、 氛围、 浓度的工况环境进行建模， 量 化辐射能在测试环境下 的衰减规律， 优化选择被测目标与测温设备之间的最佳距离， 进而 构建特定的发射 率模型。 9.如权利要求8所述的一种工业辐射测温设备， 其特征在于： 特定发射率模型， 只接收 高温光谱 数据输入， 并基于发射率模型计算目标温度， 同时接收高温光谱与中温光谱数据， 形成对于物理模型输出数据的计算修正， 其中， 低层次采用  Leaky ReLU非线性激活函数， 最后一层采用Tanh  激活函数， 可输出正负两个方向的温度偏移修 正量。 10.一种工业辐射测温设备的测温方法， 采用如权利要求9所述的测温设备， 其特征在 于： 包括如下步骤： 步骤一： 首先工作人员通过调节移动结构内， 移动轮和调节件的相对高度， 保持移动状 态下， 调节件收缩且高度小于移动轮的高度； 固定找平状态下， 调节件伸长， 且高度大于移 动轮的高度； 步骤二： 通过步骤一的移动设置和位置固定设置， 准确地达到测温设备初始状态下的 目标待测点； 并通过传动结构的转动调节， 带动测温探头达到与待测目标同等的预设高度， 并通过转动测温探头达到对待测目标多点数据整合的最佳测温预设角度， 及时对测温设备 进行标定和校正； 步骤三： 开启吸风机， 通过吸尘结构， 快速净化辐射测温设备现场周边的粉尘和气体， 以降低背景辐射及 介质吸收对测温精度的影响； 步骤四： 通过比色温度仪和多波长测温仪的模型化集成， 形成叠加层级集成架构， 并保 持在比色法测温基础上， 通过六波长、 八波长的多波长测温技术， 利用环境氛围可控的高温 加热腔体模拟工业环境， 采用高精度标准红外辐 射源进行辐 射衰减测量， 依据大量的测试 数据建立相应的数据库， 对不同温度、 氛围、 浓度的工况环境进行建模， 量化辐射能在测试 环境下的衰减规律， 优化选择被测目标与测温设备之间的最佳距离， 进而构建特定的发射 率模型； 步骤五： 基于发射率模型计算目标温度， 同时接收高温光谱与中温光谱数据， 形成对于 物理模型输出数据的计算修正， 其中， 低层次采用  Leaky‑ReLU非线性激活函数， 最后一层 采用Tanh 激活函数， 可输出正负两个方向的温度偏移修 正量， 进而得出目标真温。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541035 A 3