本實用新型涉及特殊環(huán)境檢測領(lǐng)域，尤其是一種用于瀝青混合料檢測的防水防高溫溫度計。

背景技術(shù)：

道路的修建離不開瀝青攤鋪，對于瀝青攤鋪在施工時需要監(jiān)視溫度的變化。然而，現(xiàn)在的攤鋪機(jī)還沒有達(dá)到實時測量瀝青攤鋪時的溫度。瀝青攤鋪路面質(zhì)量管控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用就尤為重要了。溫度的采集離不開溫度傳感器的應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，紅外溫度傳感器的應(yīng)用可以實現(xiàn)對路面質(zhì)量的管理與控制。紅外溫度傳感器只測量目標(biāo)的表面溫度，對一個固定視角或光學(xué)分辨率的傳感器而言，其測量區(qū)域的大小與傳感器和目標(biāo)之間的距離有非常密切的關(guān)系。因此，不能簡單地認(rèn)為一只紅外溫度測量產(chǎn)品可適合所有的場合。如超出視角范圍，則產(chǎn)生的誤差會非常大。同時，因不同物體的輻射率會有差別，輻射率的準(zhǔn)確調(diào)整也是決定測量精度的重要因數(shù)。所以，紅外溫度傳感器的選擇與應(yīng)用顯得格外重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種用于瀝青混合料檢測的防水防高溫溫度計。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種用于瀝青混合料檢測的防水防高溫溫度計，其特征在于：包括有紅外溫度傳感器，紅外溫度傳感器的外部從內(nèi)到外依次套裝有保護(hù)套管、膠木套管、金屬外殼，金屬外殼的前端螺紋連接有蓋體；金屬外殼的后端中部開設(shè)有通孔，通孔上位于金屬外殼中覆有氟化鈣鏡片，通孔的直徑小于氟化鈣鏡片的直徑。

所述的一種用于瀝青混合料檢測的防水防高溫溫度計，其特征在于：所述金屬外殼的外壁上對稱設(shè)有兩個沉槽。

所述的一種用于瀝青混合料檢測的防水防高溫溫度計，其特征在于：所述膠木套管采用酚醛樹脂和棉布制成。

所述的一種用于瀝青混合料檢測的防水防高溫溫度計，其特征在于：所述氟化鈣鏡片采用環(huán)氧樹脂密封膠密封固定在金屬外殼內(nèi)。

所述的一種用于瀝青混合料檢測的防水防高溫溫度計，其特征在于：所述金屬外殼的后端外壁上設(shè)有防滑螺紋。

所述的一種用于瀝青混合料檢測的防水防高溫溫度計，其特征在于：所述保護(hù)鏡片采用氟化鈣鏡片。

本實用新型的技術(shù)原理是：

1、確定測溫范圍

測溫范圍是傳感器最重要的一個性能指標(biāo)，每種型號的傳感器都有自己特定的測溫范圍。因此,用戶的被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全,既不要過窄,也不要過寬。根據(jù)黑體輻射定律,在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化,因此,測溫時應(yīng)盡量選用短波較好。據(jù)資料顯示，普通瀝青結(jié)合料的施工溫度宜通過在135℃及175℃。

2、確定目標(biāo)尺寸

紅外溫度傳感器根據(jù)原理可分為單色溫度傳感器和雙色溫度傳感器。對于單色溫度傳感器,在進(jìn)行測溫時,被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿傳感器視場。建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的50%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場,背景輻射能量就會進(jìn)入傳感器的視聲符支干擾測溫讀數(shù),造成誤差。相反,如果目標(biāo)大于測溫儀的視場,測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。

雙色溫度傳感器是由兩個獨立的波長帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的。因此當(dāng)被測目標(biāo)很小,沒有充滿現(xiàn)場,測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋對輻射能量有衰減時,都不會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，有的甚至在能量衰減了95%的情況下,仍能保證要求的測溫精度。對于目標(biāo)細(xì)小,又處于運動或振動之中的目標(biāo);有時在視場內(nèi)運動,或可能部分移出視場的目標(biāo),在此條件下,使用雙色溫度傳感器是最佳選擇。如果測溫儀和目標(biāo)之間不可能直接瞄準(zhǔn),測量通道彎曲、狹小、受阻等情況下,雙色光纖溫度傳感器是最佳選擇。這是由于其直徑小,有柔性,可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量,因此可以測量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場的目標(biāo)。經(jīng)過前期的調(diào)研決定瀝青的采集點設(shè)定在攤鋪機(jī)前端踏板下面，故選擇單色溫度傳感器。

3.確定光學(xué)分辨率

光學(xué)分辨率由D與S之比確定,是傳感器到目標(biāo)之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如果傳感器由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測量小的目標(biāo),就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的傳感器。光學(xué)分辨率越高,即增大D:S比值,測溫儀的成本也越高。

4.確定波長范圍

目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜響應(yīng)或波長。對于高反射率合金材料,有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū),測量金屬材料的最佳波長是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長。其他溫區(qū)可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長。由于有些材料在一定波長是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應(yīng)選擇特殊的波長。如測量玻璃內(nèi)部溫度選用10μm、2.2μm和3.9μm(被測玻璃要很厚,否則會透過)波長;測量玻璃內(nèi)部溫度選用5.0μm波長;測低區(qū)區(qū)選用8-14μm波長為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長,聚醋類選用4.3μm或7.9μm波長。厚度超過0.4mm選用8-14μm波長;又如測火焰中的C02用窄帶4.24-4.3μm波長,測火焰中的C0用窄帶4.64μm波長,測量火焰中的N02用4.47μm波長。

5.確定響應(yīng)時間

響應(yīng)時間表示紅外溫度傳感器對被測溫度變化的反應(yīng)速度，定義為到達(dá)最后讀數(shù)的95%能量所需要時間，它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關(guān)。新型紅外溫度傳感器響應(yīng)時間可達(dá)1ms。這要比接觸式測溫方法,快得多。如果目標(biāo)的運動速度很快或測量快速加熱的目標(biāo)時，要選用快速響應(yīng)紅外溫度傳感器，否則達(dá)不到足夠的信號響應(yīng),會降低測量精度。然而，并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外溫度傳感器。對于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時，測溫儀的響應(yīng)時間就可以放寬要求了。因此,紅外溫度傳感器響應(yīng)時間的選擇要和被測目標(biāo)的情況相適應(yīng)。

6.信號處理功能：

測量離散過程(如零件生產(chǎn))和連續(xù)過程不同，要求紅外溫度傳感器有信號處理功能(如峰值保持、谷值保持、平均值)。如測溫傳送帶上的玻璃時，就要用峰值保持，其溫度的輸出信號傳送至控制器內(nèi)。

7.環(huán)境條件考慮

溫度傳感器所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響,應(yīng)加以考慮、并適當(dāng)解決,否則會影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當(dāng)環(huán)境溫度過高、存在灰塵、油霧和蒸汽的條件下，要做的不僅僅是測量，更重要的是怎么解決環(huán)境對其影響，實現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。在確定封裝時，應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，以降低安裝成本。

8.傳感器的選擇

MLX90614 是一款由 Melexis 研發(fā)并生產(chǎn)的測溫器，它包括:紅外熱電堆感應(yīng)器 MLX81101專為適用于這款感應(yīng)器輸出而設(shè)計的信號處理芯片 。MLX90614這款產(chǎn)品應(yīng)用了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的TO-39 封裝. MLX90614在信號調(diào)節(jié)芯片中使用了先進(jìn)的低噪音放大器，一枚 17-bit ADC 以及功能強(qiáng)大的DSP 元件，從而實現(xiàn)高精確度溫度測量，計算并儲存于 RAM 中的環(huán)境溫度以及物體溫度可實現(xiàn) 0.02C的解析度的數(shù)據(jù), 并且它可通過雙線標(biāo)準(zhǔn) SMBus 輸出獲得 (0.02°C 解析度) 或者通過 10-bit PWM 輸出獲得.MLX90614 在 -40…125C 環(huán)境溫度及-70…382.2C 物體溫度范圍內(nèi)進(jìn)行出廠校準(zhǔn).芯片計算出的溫度是感應(yīng)器視角范圍內(nèi)所有物體的平均溫度. MLX90614內(nèi)置涅菲爾透鏡,日光免疫,免標(biāo)定.DCI 系列為目前最高等級，帶梯度溫度補(bǔ)償，物距比高達(dá)12：1。

9.封裝結(jié)構(gòu)計效果圖

由于瀝青攤鋪時的環(huán)境溫度能達(dá)到100C以上，在封裝紅外溫度傳感器不光要做到保護(hù)不收外界的破壞，還要保證傳感器本身的溫度過高導(dǎo)致?lián)p壞。

選用膠木作為隔熱和機(jī)械保護(hù)，本產(chǎn)品由酚醛樹脂和棉布制成，具有良好的電氣性能和機(jī)械性能。

氟化鈣鏡片，透過范圍從真空紫外的130nm到遠(yuǎn)紅外的9μm，氟化鈣晶體被廣泛應(yīng)用于真空紫外到紅外光譜中的窗口、透鏡和棱角等光學(xué)器件中。由于具有低的吸收，氟化鈣晶體也被應(yīng)用于高功率激光光學(xué)中。氟化鈣的拋光表面非常穩(wěn)定，既可以做到阻擋環(huán)境中灰塵和霧氣，又可以做到密封防水的作用。

環(huán)氧樹脂密封膠，具有高韌性、高接著強(qiáng)度、高絕緣性、高剝離強(qiáng)度、耐沖擊等優(yōu)點，并且對于金屬、鋁有優(yōu)良的接著特性，具有良好的操作性，能夠在常溫快速硬化，粘合材料類型：玻璃、電子元件、塑料類、橡膠類、石材類、金屬類、木材類、水泥制品、陶瓷、醫(yī)學(xué)類。充分保證了封裝的密封性能。增強(qiáng)產(chǎn)品的使用壽命。

本實用新型的優(yōu)點是：

本實用新型在紅外溫度傳感器的外部設(shè)有保護(hù)套管、膠木套管、金屬外殼，對紅外溫度傳感器有很好的保護(hù)作用，在金屬外殼后端的通孔處密封設(shè)有氟化鈣鏡片，既可以阻擋環(huán)境中灰塵和霧氣，又可以起到密封防水防油的作用，同時，使用的環(huán)氧樹脂密封膠也增強(qiáng)了密封性能；金屬外殼的外壁上對稱設(shè)有兩個沉槽是在金屬外殼與蓋體進(jìn)行組裝時起固定扳手等工具的作用。

附圖說明

圖1是本實用新型的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型的立體圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，一種用于瀝青混合料檢測的防水防高溫溫度計，包括有紅外溫度傳感器1，紅外溫度傳感器1的外部從內(nèi)到外依次套裝有保護(hù)套管2、膠木套管3、金屬外殼4，金屬外殼4的前端螺紋連接有蓋體5；金屬外殼4的后端中部開設(shè)有通孔，通孔上位于金屬外殼中覆有氟化鈣鏡片6，通孔的直徑小于氟化鈣鏡片6的直徑。

金屬外殼4的外壁上對稱設(shè)有兩個沉槽7。

膠木套管3采用酚醛樹脂和棉布制成。

氟化鈣鏡片6采用環(huán)氧樹脂密封膠密封固定在金屬外殼4內(nèi)。

金屬外殼4的后端外壁上設(shè)有防滑螺紋8。