一種測(cè)量同位素?zé)嵩幢砻鏈囟鹊臏y(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種溫度測(cè)量裝置。為解決現(xiàn)有同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量方法測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，無(wú)法獲得完整的溫度場(chǎng)分布情況等問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量裝置，包括紅外測(cè)溫臺(tái)、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。同時(shí)提供了一種采用前述測(cè)量裝置的溫度測(cè)量方法，步驟如下：一、通過(guò)遠(yuǎn)程控制裝置放置同位素?zé)嵩?；二、通過(guò)壓頭固定同位素?zé)嵩?；三、通過(guò)計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集各參數(shù)；四、通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本實(shí)用新型的同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量裝置能夠獲得完整的同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葓?chǎng)分布情況，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確客觀，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離測(cè)量，滿足了安全性要求。
【專利說(shuō)明】一種測(cè)量同位素?zé)嵩幢砻鏈囟鹊臏y(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種溫度測(cè)量裝置，特別涉及一種同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 放射性同位素電池（Radioisotope Thermoelectric Generator，RTG)是利用放射 性同位素衰變產(chǎn)生的熱能，通過(guò)塞貝克效應(yīng)，把熱能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。它主要由同位 素?zé)嵩春途o貼熱源表面的熱電轉(zhuǎn)換裝置兩大關(guān)鍵部件組成。目前RTG主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楹教?(如人造衛(wèi)星、深空探測(cè)等）和地球上人跡罕至的惡劣環(huán)境（如南、北極，深海等），相比于 其它電源有其自身的優(yōu)點(diǎn)和某些方面的不可替代性，成為這些領(lǐng)域重要乃至唯一的電源。
[0003] 同位素?zé)嵩淳哂凶陨戆l(fā)熱的特性，其包殼表面溫度能達(dá)到400°C左右。為獲取熱 源表面溫度場(chǎng)分布數(shù)據(jù)，需對(duì)表面溫度值進(jìn)行精確測(cè)量。目前的測(cè)溫方法主要分為兩種：第 一種是接觸式測(cè)溫法，第二種是非接觸式測(cè)溫法。通常來(lái)說(shuō)的接觸式測(cè)量?jī)x表比較簡(jiǎn)單、可 靠，測(cè)量精度高，但是因?yàn)闇y(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交換，所以其需要一定的 時(shí)間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測(cè)溫延遲現(xiàn)象，同時(shí)受耐高溫和耐低溫材料的限制，不能應(yīng) 用于一些極端的溫度測(cè)量。而非接觸式測(cè)溫儀是通過(guò)熱輻射的原理來(lái)測(cè)量溫度的，測(cè)溫元 件不需要與被測(cè)介質(zhì)接觸，測(cè)溫范圍廣，不受測(cè)溫上限的限制，也不會(huì)破壞被測(cè)物體的溫度 場(chǎng)，反應(yīng)速度一般也比較快，但由于同位素?zé)嵩幢砻鏌岱植疾痪鶆?，常用的熱電偶或紅外測(cè) 溫簡(jiǎn)易裝置受到體積和測(cè)量點(diǎn)數(shù)量的影響，不能完全測(cè)量出熱源表面的溫度，導(dǎo)致熱源溫 度場(chǎng)分布結(jié)果存在較大誤差。
[0004] 由于轉(zhuǎn)換效率是RTG最為核心的指標(biāo)，而準(zhǔn)確完整的同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葓?chǎng)分布 情況對(duì)于優(yōu)化RTG內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而提高RTG轉(zhuǎn)換效率有著重要意義，因此對(duì)于同位素?zé)?源表面溫度場(chǎng)分布情況的測(cè)量十分重要。
[0005] 由于RTG技術(shù)方興未艾，而同位素?zé)嵩吹谋砻鏈囟葴y(cè)量領(lǐng)域特殊，存在很高的輻 射風(fēng)險(xiǎn)，考慮到測(cè)量過(guò)程中必須兼顧安全性要求，并且目前市場(chǎng)上還沒(méi)有適用的測(cè)量裝置， 因此亟需開(kāi)發(fā)一種既能實(shí)現(xiàn)同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴?zhǔn)確測(cè)量，獲得完整溫度場(chǎng)分布情況，又 能兼顧安全性要求的溫度測(cè)量裝置，從而為優(yōu)化RTG內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高RTG轉(zhuǎn)換效率 奠定基礎(chǔ)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 為解決現(xiàn)有裝置不能準(zhǔn)確測(cè)量同位素?zé)嵩幢砻鏈囟?，無(wú)法獲得完整的溫度場(chǎng)分布 情況等問(wèn)題，同時(shí)兼顧安全性要求，本實(shí)用新型提供了一種同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量裝置。
[0007] -種同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量裝置，包括紅外測(cè)溫臺(tái)、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具體如下：
[0008] 一、紅外測(cè)溫臺(tái)
[0009] 紅外測(cè)溫臺(tái)主要由框架、紅外探頭、頂軸和轉(zhuǎn)臺(tái)構(gòu)成；紅外探頭通過(guò)探頭導(dǎo)軌連接 在框架的立柱上，通過(guò)探頭電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能夠使紅外探頭沿探頭導(dǎo)軌在堅(jiān)直方向上滑動(dòng)；頂 軸上端固定在框架的橫梁上，通過(guò)頂軸電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能夠使軸桿沿堅(jiān)直方向移動(dòng)，軸桿下端 通過(guò)軸承與帶有固定針的壓頭相連接；頂軸下方設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能夠使轉(zhuǎn) 臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)中央設(shè)有隔熱底座；
[0010] 二、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
[0011] 計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)與紅外測(cè)溫臺(tái)的紅外探頭、探頭電機(jī)、頂軸電機(jī) 和轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)的連接，控制紅外測(cè)溫臺(tái)的運(yùn)行，采集紅外探頭的溫度參數(shù)、各電機(jī)的運(yùn)行參數(shù) 以及相對(duì)應(yīng)的時(shí)間參數(shù)；
[0012] 三、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
[0013] 由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)來(lái)自計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的溫度參數(shù)、各電機(jī)的 運(yùn)行參數(shù)以及相對(duì)應(yīng)的時(shí)間參數(shù)進(jìn)行處理，獲得同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葓?chǎng)分布情況。
[0014] 采用該同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量裝置的溫度測(cè)量方法如下：
[0015] 一、通過(guò)遠(yuǎn)程控制裝置將同位素?zé)嵩捶胖糜诟魺岬鬃希?br> [0016] 二、通過(guò)計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)控制頂軸電機(jī)下移軸桿，使帶有固定針的壓 頭壓在同位素?zé)嵩瓷鲜蛊涔潭ǎ?br> [0017] 三、通過(guò)計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)控制探頭電機(jī)使紅外探頭沿導(dǎo)軌移動(dòng)，同時(shí) 控制轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)使轉(zhuǎn)臺(tái)以一定的速度旋轉(zhuǎn)，采集一系列的溫度參數(shù)、各電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)以及 相對(duì)應(yīng)的時(shí)間參數(shù)；
[0018] 四、通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由探頭電機(jī)和轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù) 計(jì)算各時(shí)刻紅外探頭正對(duì)的同位素?zé)嵩幢砻娴娜S坐標(biāo)，并通過(guò)時(shí)間參數(shù)將采集的溫度參 數(shù)與同位素?zé)嵩幢砻娴娜S坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)，從而獲得同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葓?chǎng)分布。
[0019] 本實(shí)用新型的同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量裝置能夠獲得完整的同位素?zé)嵩幢砻鏈?度場(chǎng)分布情況，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確客觀，有效避免了人工操作帶來(lái)的誤差；實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離測(cè)量， 避免了操作人員與放射源近距離接觸，能有效減少輻射劑量，滿足了安全性要求；使用方便 快捷，能夠快速獲得同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葓?chǎng)分布情況，為優(yōu)化RTG內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高 RTG轉(zhuǎn)換效率奠定了基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1本實(shí)用新型的同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量裝置的紅外測(cè)溫臺(tái)示意圖。
[0021] 附圖標(biāo)記：1.框架，2.紅外探頭，3.頂軸，4.轉(zhuǎn)臺(tái)，5.隔熱底座，6.同位素?zé)嵩础?br>
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0023] 實(shí)施例
[0024] 采用本實(shí)用新型的同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量裝置進(jìn)行了模擬測(cè)量，模擬測(cè)量對(duì)象 為一個(gè)O45_X60mm的圓柱形電加熱熱源模型，電加熱達(dá)到穩(wěn)定功率時(shí)，紅外探頭粗測(cè)表 面溫度為100攝氏度。
[0025] 將圓柱形電加熱熱源模型放置于隔熱底座上，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)控 制本實(shí)用新型的溫度測(cè)量裝置運(yùn)行并采集各參數(shù)，采集時(shí)間設(shè)為5分鐘。由于采集的數(shù)據(jù) 量較大，本實(shí)施例僅列出部分具有代表性的測(cè)量結(jié)果，相關(guān)參數(shù)和部分測(cè)量結(jié)果列于下列 各表。

【權(quán)利要求】
1. 一種同位素?zé)嵩幢砻鏈囟葴y(cè)量裝置，其特征在于：包括紅外測(cè)溫臺(tái)、計(jì)算機(jī)控制和 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具體如下： 一、 紅外測(cè)溫臺(tái) 紅外測(cè)溫臺(tái)主要由框架、紅外探頭、頂軸和轉(zhuǎn)臺(tái)構(gòu)成；紅外探頭通過(guò)探頭導(dǎo)軌連接在框 架的立柱上，通過(guò)探頭電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能夠使紅外探頭沿探頭導(dǎo)軌在堅(jiān)直方向上滑動(dòng)；頂軸上 端固定在框架的橫梁上，通過(guò)頂軸電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能夠使軸桿沿堅(jiān)直方向移動(dòng)，軸桿下端通過(guò) 軸承與帶有固定針的壓頭相連接；頂軸下方設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能夠使轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn) 動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)中央設(shè)有隔熱底座； 二、 計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)與紅外測(cè)溫臺(tái)的紅外探頭、探頭電機(jī)、頂軸電機(jī)和轉(zhuǎn) 臺(tái)電機(jī)的連接，控制紅外測(cè)溫臺(tái)的運(yùn)行，采集紅外探頭的溫度參數(shù)、各電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)以及 相對(duì)應(yīng)的時(shí)間參數(shù)； 三、 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G01J5/02GK204043793SQ201420244872
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】劉國(guó)輝, 羅洪義, 秦少鵬, 唐顯, 羅志福 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院