再论测温仪的光学创新点 测温仪是如何工作的

4.0 其它系列测温仪的创新点
4.1检波器：
其作用是识别特征波。它是一个透射式衍射光栅，刻写在光纤端面上，当代表某一温度的特征波通过光栅时，正好对应着0级条纹，这样就方便地读出了相应的温度。光栅刻写在光纤端面上不是创新，但用光栅来检出特征波是创新点。
4.2   自适应斩波器：
自适应斩波器采用光致伸缩的纳米材料做成，当辐射波进入自适应斩波器时其振动频率与辐射波的强弱成线性关系，这样就将温度的模拟量转换为温度的频率量。使连接在斩波器后端的光电探测器输出的0,1,0,1……的频率信号代替了微处理器中的A/D.
4.3  数字式光电探测器：
由于光波在传输过程中电场与磁场是交替变化的，当光波照射在光电探测器的光敏面上时产生了电流，由电流引起的磁场与光敏面背面的磁性簿膜作用引起电流短路，短路瞬间又立即释放恢复电流流动，这种短路释放的过程与光强成比例关系，因此将光学模拟量转为电子数字量。
这一元件正在研究中，它与俄罗斯科学家发明的热敏元件(Z元件)是完全不同的，这将应用于接触式测温的光纤传感器中。
4.4 光场变换器：
把一个需要检测的微弱信号变换成一个放大的光信号，这样就可以从室外移到室内，从不安全的地方移到安全的地方，方便地处理这个信息，它主要用于低温测量、核辐射、X射线等的测量。在低温测量时，配合低温测温仪的专用光纤，它的原理是把已经探测到的中红外和远红外低温辐射波转换成一个启动电子开关的速度量，电子开关连接一个前后沿很陡的发光管(如APD)，使该发光管的发光频率成比例变化。该频率量代表了相应的温度量。
4.5 指数/对数转换器
它的功能是将指数光功率转换成对数光功率。由于光波的强度是一个指数函数，又指数与对数是反函数，即其形状相同，曲线走向不同而异，用光学衰减的方法，把在曲线高端1的光功率衰减到曲线低端0-1的区间内，即实现了指数/对数转换，实质上起到了光功率压缩作用，不仅能提高动态范围，而且能提高将近1倍的响应速度，这是一个重大的创新。
4.6 光学模拟除法器：
非接触式测温仪标定时把标定炉出射的有一定宽度的辐射波分成两路不同波长，它的功率为W1，W2，用W1/W2来表示其温度变化值，这就是双波长比较测温仪。传统的做法是用光学方法将一束辐射波分成两束，分别通过，滤光片，然后再经过二个光电探测器进行光电转换后，又分别进入两个对数放大器，然后将两路信号同时进入差动放大器，得到 W1/W2的结果。在实际使用时，由于发热体(被测目标)的材料不同，辐射系数不同，探测头与被测目标之间的距离变化和灰尘烟雾等干扰，使W1，W2发生变化。一般它们的变化倍数相同，所以W1/W2比较的值不变，因此双波长比较的测温仪能排除环境引起的干扰。十年前我们做了一批双波长测温仪，分别给宝鸡钢管厂，沈阳铸造所，重庆大学等单位使用，反应虽然不错，但我心里总是存在着顾虑，因为其调整特别困难，制造周期相当长。为什么调整困难？我在15年前委托上海技物所定做了同一基层的双光敏面探测器，我还开了12套模具压制各种能缩短周期的连接件，也未见效，这时我才想到原理上存在的问题。因为材料辐射系数，灰尘烟雾的干扰和距离系数d都是波长和温度的函数，因此双波长比较的的条件是=，其次是要保证，波功率曲线的斜率相等，即两条输出曲线平行，或者在规定的测温范围外相交。理论上可证明这是不可能的，因=即成了单波长，只有，但尽量使靠近，使是可以做到的，但是强度始终大于的强度，这是做不到的，因为温度在升高或降低的过程中，其光谱宽度虽然不变，但光谱的包络线在改变，当温度达某一值时，强度大于强度，当温度到对应特征波的另一值时强度大于，所以输出曲线在测温的的范围内始终相交，所以电路做不出来。美国IRCON公司定做了一种类似三明治的夹层光电探测器，前面的光敏面接收宽带辐射波后面的光敏面接收波长为1.05m从宽带辐射波透过的窄带辐射波，达到宽带与窄带比较，电路非常复杂，布线的技术要求很高。但窄带与窄带比较或者宽带与宽带比较，或者使用两个不同的Si和Ge探测器等，即使使用IRCON的电路，同样不会成功，因为这种比较方法理论上证明是做不出来的，只有当温度范围很窄时才能成功，例如体温计。而使用电子的方法实现三波长比较成本又大大提高。而光学模拟除法器可以实现2个波长至8个波长的比较，或更多波长的同时比较，其响应速度不受任何影响，不管对几个参数比较，其体积的大小相当于一个电子芯片。
 光学模拟除法器的原理是将辐射波通过光纤指数/对数转换器，使辐射功率变成 ，又在一个园波导外层，涂复有吸引 ， 的不同纳米膜，在主波导的侧面波导形成的光场吸引下，使 ， 分流到侧面波导，于是主波导 ，并且光学除法器的输出端只要一个光电转换器件，即可实现双波长或多波长比较，这是我一生中重大发明，遗感的是，事隔两年由于顾了‘光圣’，就顾不了更多。
 光学除法器不仅可以用于测温仪，它可用于各种仪器，它可连接在光路中，也可连接在电路中有效地排队内外干扰，可简化复杂的光路和电路，大幅度降低成本。
但这些器件必须利用美国的有利条件，在我公司（DO-VA）才能完成。

如何使用混凝土测温仪：郑州欧诺JDC-2混凝土测温仪专为混凝土测温设计，配合不同长度引线的测温元件，可以测量混凝土内部不同深度的温度。也可用于除液体外的其他场合。仪表为便携式，采用9V电池供电，方便在施工现场使用。仪表标配信号线配有鳄鱼夹，很容易连接不同测温元件测温。

如何使用混凝土测温仪    仪器的合理使用是非常重要的，若使用不当不但会影响其结果的准确率，还会损坏仪器，那么如何合理使用混凝土测温仪呢？

    1、使用该仪器之前，要详细阅读说明书。

    2、使用时尽可能远离强电磁场。

    3、装好9V电池后，打开电源，有温度显示，便可测量。

    4、实际测量时，要待数字显示稳定或数字显示与温度变化同步方可读数。

    5、非专业人员请勿拆开仪器及进行内部维修。

    6、所测温度要在仪表的温度范围之内。

    7、做好仪器的维护保养工作。