專利名稱：可視化測量的兩分光系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種分光系統(tǒng)，特別是涉及一種用半透半反分束鏡、全反棱鏡及濾光片組成的分光系統(tǒng)。
背景技術：
比色測溫技術具有操作簡單、響應快的特點，其可以方便測量電站煤粉鍋爐、內(nèi)燃機等火焰溫度，從而對上述燃燒進行實時監(jiān)控。采用比色測溫技術制作的各種比色測溫儀更是廣泛用于輻射測溫。可視化比色測溫的基本原理是通過分光光路系統(tǒng)，將被測目標所發(fā)出的光束分成兩個或兩個以上中心波長不同的光束，每個光束具有一定帶寬并形成一幅自己的灰度圖像，通過比較不同圖像的亮度值可以得到待測溫度。因此運用上述方法的比色測溫實現(xiàn)的關鍵在于利用分光系統(tǒng)把待測目標投射光束成功分離。
現(xiàn)有的火焰可視化測量系統(tǒng)有下述三種1、利用單個彩色CCD固有的紅綠藍三色特性，通過后期處理分光；2、采用兩個CCD相機，同時采集不同波長的輻射熱圖像；3、采用單個CCD，利用相機前帶濾光片的輪轉盤交替采集不同波長下的輻射熱圖像。
這些方法存在的問題在于不能根據(jù)測量范圍需要選擇測量火焰的波長和帶寬(如方法1)，設備結構復雜化(如方法2、3)，不同CCD的特性的影響增加(如方法2)，不能保證所采集到圖像的大小完全一致(如方法2)及采集的不同步性(如方法3)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種把一束光束分成波長不同、光程相等的兩束光束的棱鏡分光系統(tǒng)，并且所得到的波長單色光譜線寬度小、光利用率高。
本實用新型解決技術問題的方案為提供一種可視化測量的兩分光系統(tǒng)，包括半透半反分束鏡、棱鏡及濾光片，其在主光路上設一非偏振半透半反分束鏡，其右方緊密連接一全反棱鏡，兩鏡處于同一水平面，分束鏡側邊與全反棱鏡直角邊相連，全反棱鏡的反射邊向上；全反棱鏡的正上方，設有第二全反棱鏡，分束鏡正下方，設有第三全反棱鏡，第二全反棱鏡和第三全反棱鏡的反射邊向右方，兩鏡反射出的光路相互平行，兩光路上各設有一濾光片。
所述的兩分光系統(tǒng)，其所述兩濾光片，其右方的光路上，各設有一菱形全反棱鏡，兩菱形全反棱鏡的反射邊向右方。
所述的兩分光系統(tǒng)，其所述第二全反棱鏡和第三全反棱鏡反射出的光路相互平行，兩光路上各設有一菱形全反棱鏡，兩菱形全反棱鏡的反射邊向右方，兩鏡反射出的光路上各設有一濾光片。
所述的兩分光系統(tǒng)，其所述全反棱鏡可由全反射鏡代替。
本實用新型的分光系統(tǒng)可以應用于比色測溫技術中，和工業(yè)窺鏡或光纖等導光設備及CCD相機結合使用，實現(xiàn)對電站煤粉鍋爐及內(nèi)燃機等火焰溫度的可視化測量，以及可應用于需要各種比色溫度儀來實現(xiàn)對高溫輻射的非接觸測溫中，如火焰及固體表面等的高溫輻射過程，并且可以得到部分或全部的幾何參數(shù)(火焰位置、尺寸、張角、重心、著火點)、亮度參數(shù)以及從火焰的特征進一步判斷燃料特性的變化等。
本實用新型的特點在于溫度測量范圍取決于濾光片的波長、帶寬和CCD的光譜相應范圍等因素，可以根據(jù)測量需要選取測量火焰的波長及帶寬，可實現(xiàn)比色測溫所需的不同波長下大小相同的目標圖像及其完全同步采集。
本實用新型同時適用于需要采集完全同步的同一對象的圖像過程，并以此為基礎進行進一步研究工作的場合。


圖1為本實用新型的原理示意圖；
圖2為半透半反分束鏡及各個棱鏡剖面圖。
具體實施方式
一種棱鏡分光系統(tǒng)，其特征在于包括——非偏振分光半透半反分束鏡，其可以把一束入射光束分成光強相等并相互垂直的兩束光；——全反射棱鏡，數(shù)塊全反射的直角棱鏡在光路中按照要求排列，通過全反射棱鏡位置的調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)兩束光光程相等；——濾光片，濾光片置于光路中可以獲得所需波長及帶寬的光束。
本實用新型的分光過程為目標發(fā)出的光束經(jīng)過半透半反分束鏡后被分為兩束光束，由半透半反分束鏡性質(zhì)決定被分成的兩束光束光強相等；兩光路中分別設置有不同的濾光片，光束經(jīng)過濾光片后變?yōu)橄鄳ㄩL的單色光；兩束光束分別經(jīng)過不同光路中全反射棱鏡組來調(diào)節(jié)濾光片及不同光路的影響，保證它們具有相等的光程。
現(xiàn)結合附圖進一步說明本實用新型的具體實施方式
。
在圖1中，在主光路上設一非偏振半透半反分束鏡1，其右方緊密連接一全反棱鏡3，兩鏡處于同一水平面，分束鏡1側邊與全反棱鏡3直角邊相連，全反棱鏡3的反射邊向上。全反棱鏡3的正上方，設有全反棱鏡2。分束鏡1正下方，設有全反棱鏡4。全反棱鏡2和全反棱鏡4的反射邊向右方，兩鏡反射出的光路相互平行，兩光路上各設有一濾光片5、6。濾光片5、6右方的光路上，各設有一菱形全反棱鏡7、8，菱形全反棱鏡7、8的反射邊向右方。
目標入射光束由左方射入，經(jīng)過非偏振半透半反分束鏡1被分為光強相等的兩束光。其中一束光束方向沿原入射方向出射，射入全反棱鏡3，經(jīng)過全反棱鏡3、2及7構成一光路，在全反棱鏡2與7之間放置有濾光片5，則此路光束經(jīng)過濾光片5后變?yōu)橄鄳ㄩL的單色光；另一束光束方向垂直于原入射光束出射，射入全反棱鏡4，經(jīng)過全反棱鏡4、8構成另一光路，在全反棱鏡4與8之間放置有濾光片6，因此此路光束經(jīng)過濾光片6后變?yōu)橄鄳ㄩL的單色光。例如目標入射光束為可見光束，濾光片5的中心波長為600nm，帶寬為20nm；濾光片6的中心波長為700nm，帶寬為20nm時，則此可見光束經(jīng)過本棱鏡分光系統(tǒng)后，將得到兩束波長范圍分別為600±10nm、700±10nm的光束。
在圖1中，通過調(diào)節(jié)全反棱鏡2、3、4、7及8的位置可以實現(xiàn)兩個光路光程的調(diào)節(jié)以保證兩光路具有相等的光程。
在圖1中，濾光片5及6可以放置于同一光路中，菱形全反棱鏡7、8右方的光路上，如虛線所示位置。
在圖2中，給出了各種半透半反分束鏡1及棱鏡2、3、4、7及8的剖面圖。
本實用新型上述實施例僅用來說明本實用新型的技術方案，其不應限定本實用新型的保護范圍，若對上述實施例中技術方案作出的等效變換，均應屬于本實用新型保護的范圍。
權利要求1.一種可視化測量的兩分光系統(tǒng)，包括半透半反分束鏡、棱鏡及濾光片，其特征在于在主光路上設一非偏振半透半反分束鏡，其右方緊密連接一全反棱鏡，兩鏡處于同一水平面，分束鏡側邊與全反棱鏡直角邊相連，全反棱鏡的反射邊向上；全反棱鏡的正上方，設有第二全反棱鏡，分束鏡正下方，設有第三全反棱鏡，第二全反棱鏡和第三全反棱鏡的反射邊向右方，兩鏡反射出的光路相互平行，兩光路上各設有一濾光片。
2.如權利要求1所述的兩分光系統(tǒng)，其特征在于所述兩濾光片，其右方的光路上，各設有一菱形全反棱鏡，兩菱形全反棱鏡的反射邊向右方。
3.如權利要求1所述的兩分光系統(tǒng)，其特征在于所述第二全反棱鏡和第三全反棱鏡反射出的光路相互平行，兩光路上各設有一菱形全反棱鏡，兩菱形全反棱鏡的反射邊向右方，兩鏡反射出的光路上各設有一濾光片。
4.如權利要求1所述的兩分光系統(tǒng)，其特征在于所述全反棱鏡可由全反射鏡代替。
專利摘要本實用新型可視化測量的兩分光系統(tǒng)，其包括非偏振的半透半反分束鏡、全反射棱鏡及濾光片。該棱鏡分光系統(tǒng)能夠把一束光束分成波長不同、光程相等的兩束光束，并且所得到的波長單色光譜線寬度小、光利用率高。該分光系統(tǒng)可以應用于比色測溫技術中，和工業(yè)窺鏡或光纖等導光設備及CCD相機結合使用，實現(xiàn)對電站煤粉鍋爐及內(nèi)燃機等火焰溫度的可視化測量，以及可應用于需要各種比色溫度儀來實現(xiàn)對高溫輻射的非接觸測溫中，如火焰及固體表面等的高溫輻射過程，并且可以得到部分或全部的幾何參數(shù)、亮度參數(shù)以及從火焰的特征進一步判斷燃料特性的變化等。本裝置可用于采集完全同步的同一對象的圖像過程，并以此為基礎進行進一步研究等工作。
文檔編號G02B27/10GK2849755SQ20052002313
公開日2006年12月20日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權日2005年7月28日
發(fā)明者劉石, 李志宏, 穆懷萍, 劉靖, 姜凡 申請人:中國科學院工程熱物理研究所