一种基于辅助光源的辐射温度测量装置及方法-复审决定


发明创造名称:一种基于辅助光源的辐射温度测量装置及方法
外观设计名称:
决定号:201186
决定日:2020-01-16
委内编号:1F265691
优先权日:
申请(专利)号:201611111500.8
申请日:2016-12-06
复审请求人:清华大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:杨彬
合议组组长:潘圆圆
参审员:李若楠
国际分类号:G01J5/10
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求请求保护的技术方案相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征,但该区别技术特征的一部分被另一篇对比文件公开,并且其在该另一篇对比文件和其在本申请的技术方案中所起的作用相同,该区别技术特征的其他部分属于本领域的公知常识,那么本领域技术人员在上述对比文件以及本领域公知常识结合的基础上得到该权利要求请求保护的技术方案是显而易见的,该权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201611111500.8,名称为“一种基于辅助光源的辐射温度测量装置及方法”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为清华大学。本申请的申请日为2016年12月06日,公开日为2017年05月31日。
经过实质审查,国家知识产权局专利实质审查部门于2018年08月28日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:申请日2016年12月06日提交的说明书第1-66段、说明书附图图1-图2、说明书摘要、摘要附图;2018年06月27日提交的权利要求第1-4项。
驳回决定中引用了如下两篇对比文件:
对比文件1:US 4172383 A,公开日为:1979年10月30日;
对比文件2:US 5326173 A,公开日为:1994年07月05日。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种基于辅助光源的辐射温度测量装置,其特征在于,所述装置,包括:朝向待测物体的辐射测量设备和多个辅助光源;
所述辐射测量设备,用于在所述辅助光源关闭的状态下测量所述待测物体辐射的第一辐射强度以及在所述辅助光源开启的状态下测量的第二辐射强度,其中,所述第二辐射强度为所述辅助光源发出的经待测物体反射的辐射强度和所述待测物体的辐射强度之和;所述辅助光源均匀设置在以所述待测物体为中心的半球表面;
其中,所述待测物体的辐射温度是根据所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定的;
所述辅助光源为调频光源,所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的,所述预设规则为根据所述待测物体的温度变化频率确定所述调频光源的频率;
所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应。
2. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述辅助光源的光谱响应范围部分或者全部与所述辐射测量设备的光谱响应范围重合。
3. 一种基于辅助光源的辐射温度测量方法,其特征在于,包括:
利用朝向待测物体的辐射测量设备和多个辅助光源;所述辅助光源设置在以所述待测物体为中心的半球表面;
在所述辅助光源处于关闭状态时,通过辐射测量设备测量待测物体辐射的第一辐射强度;
在所述辅助光源处于打开状态时,通过辐射测量设备测量所述待测物体辐射的第二辐射强度;其中,所述第二辐射强度为所述辅助光源发出的经待测物体反射的辐射强度和所述待测物体的辐射强度之和;
根据所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定所述待测物体的辐射温度;
其中,所述辅助光源为调频光源,所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的,所述预设规则为根据所述待测物体的温度变化频率确定所述调频光源的频率;
所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应。
4. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述第一辐射强度、所述第二辐射强度度和所述辅助光源自身的辐射强度确定所述待测物体的辐射温度,是通过以下公式进行计算的:

其中,T是待测物体的辐射温度;ε是待测物体的发射率;Ib是在与物体表面相同温度下的黑体辐射强度,是表面温度T的单值函数;V1是第一辐射强度;V2是第二辐射强度;Ie是所述辅助光源自身的辐射强度。”
驳回决定指出:1)、独立权利要求1请求保护一种基于辅助光源的辐射温度测量装置,对比文件1公开了一种辐射测温装置,独立权利要求1与对比文件1相比,其区别技术特征是:对比文件1未公开两个黑体炉的设置位置关系以及根据待测物体的温度变化频率确定调频光源的频率。但是,上述区别技术特征部分被对比文件2公开并给出了将其与对比文件1进行结合的技术启示,其余部分属于本领域的公知常识。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识得出权利要求1所要求保护的技术方案对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,权利要求1所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2)、从属权利要求2的附加技术特征属于本领域的公知常识,因此,在权利要求1不具备创造性的情况下,权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3)、权利要求3、4公开了对应于权利要求1、2的测温方法,对比文件1、2在公开测温装置的同时也公开了相应的测温方法,并且权利要求4的附加技术特征被对比文件1公开,基于权利要求1、2的评述,该方法权利要求3、4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年11月06日向国家知识产权局提出了复审请求,并提交了权利要求书的全文修改替换页,修改涉及:根据申请日提交的权利要求书,将已删除的从属权利要求3、8重新修改为从属权利要求2和6加入权利要求书中,未对独立权利要求进行修改。
复审请求人认为:
1)、本申请与对比文件1实际解决的技术问题和实现的技术效果不同。本申请实际解决的技术问题是:如何克服现有辐射测温方法技术中存在的发射率数值不确定性以及发射率假设模型局限性给辐射测温带来的显著影响,以进一步提高辐射温度测量的精确性。对比文件1实际解决的技术问题是:如何解决存在干扰能量的情况下,对加热材料的表面温度进行精确测量。
2)、权利要求1与对比文件1所选用的辐射源不同。权利要求1中的辅助光源为调频光源,其频率根据需要可以进行调整,而对比文件1中,则是通过黑体炉来释放辐射能量,黑体炉并不属于调频光源,黑体炉所释放的辐射能量是一个恒定值。
3)、权利要求1与对比文件1的检测目的不同。权利要求1中是通过打开或者关闭辅助光源来获得不同条件下的辐射强度,而对比文件1是通过黑体炉开口前面设置的遮挡盘的开闭来控制黑体炉是否发出辐射能量,对比文件1中的黑体炉的辐射能量在工作过程中是恒定的,通过遮挡盘的开闭不能达到改变黑体炉辐射能量的频率的目的,虽然二者都涉及控制元件的开闭,但二者所达到的检测目的却完全不同。
4)、权利要求1与对比文件1得到待测物体温度的方法不同。权利要求1中,是通过获得的第一辐射强度、第二辐射强度和辅助光源自身的辐射强度来确定得到待测物体的辐射温度,而对比文件1中则是通过使用两个检测到的辐射能量和黑体炉的温度来确定加热材料的发射率,然后通过所获得的发射率获得加热材料的表面温度。
5)、权利要求1与对比文件1进行测量的条件不同。权利要求1中,是通过将多个辅助光源均匀设置在以待测物体为中心的半球表面上,以使光能均匀的照射在待测物体表面。而对比文件1中则是通过黑体炉和辐射温度计在加热材料表面的方向上彼此隔开,镜面对称定位在垂直于加热材料表面的线上,对比文件1中进行测量的条件是加热材料表面显示出镜面反射的特性,这与权利要求1中呈现半球空间均匀照射测量的条件不同。而对比文件2中,通过在积分腔直接提供至少两个非平行光束来测量得到表面反射率,以进一步克服由于物体表面各异性而产生的不精确性,权利要求1中,只需要达到半球空间均匀进行光照的条件就可以,并不需要采用至少两个非平行光束来测量得到表面反射率。并且,对比文件2中是通过接收不同光束的反射光来获得物体表面的反射率,以进一步得到物体的表面温度,这与权利要求1中分别通过多个辅助光源在开启和关闭的情况下测量得到的第二辐射强度和第一辐射强度以及辅助光源自身的辐射强度来得到待测物体的辐射温度的技术特征不同。
因此,本申请具备创造性。
复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1. 一种基于辅助光源的辐射温度测量装置,其特征在于,所述装置,包括:朝向待测物体的辐射测量设备和多个辅助光源;
所述辐射测量设备,用于在所述辅助光源关闭的状态下测量所述待测物体辐射的第一辐射强度以及在所述辅助光源开启的状态下测量的第二辐射强度,其中,所述第二辐射强度为所述辅助光源发出的经待测物体反射的辐射强度和所述待测物体的辐射强度之和;所述多个辅助光源均匀设置在以所述待测物体为中心的半球表面;
其中,所述待测物体的辐射温度是根据所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定的;
所述辅助光源为调频光源,所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的;
所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应。
2. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述预设规则为根据所述待测物体的温度变化频率确定所述调频光源的频率。
3. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述辅助光源的光谱响应范围部分或者全部与所述辐射测量设备的光谱响应范围重合。
4. 一种基于辅助光源的辐射温度测量方法,其特征在于,包括:
利用朝向待测物体的辐射测量设备和多个辅助光源;多个所述辅助光源设置在以所述待测物体为中心的半球表面;
在所述辅助光源处于关闭状态时,通过辐射测量设备测量待测物体辐射的第一辐射强度;
在所述辅助光源处于打开状态时,通过辐射测量设备测量所述待测物体辐射的第二辐射强度;其中,所述第二辐射强度为所述辅助光源发出的经待测物体反射的辐射强度和所述待测物体的辐射强度之和;
根据所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定所述待测物体的辐射温度;
所述辅助光源为调频光源,所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的;
所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应。
5. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据所述第一辐射强 度、所述第二辐射强度度和所述辅助光源自身的辐射强度确定所述待测物体的辐射温度,是通过以下公式进行计算的:

其中,T是待测物体的辐射温度;ε是待测物体的发射率;Ib是在与物体表面相同温度下的黑体辐射强度,是表面温度T的单值函数;V1是第一辐射强度;V2是第二辐射强度;Ie是所述辅助光源自身的辐射强度。
6. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述预设规则为根据所述待测物体的温度变化频率确定所述调频光源的频率。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年11月22日依法受理了该复审请求,并将其转送至专利实质审查部门进行前置审查。
专利实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
针对上述复审请求,国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
本案合议组于2019年08月07日向复审请求人发出复审通知书,通知书指出:
1)、独立权利要求1和4分别请求保护一种基于辅助光源的辐射温度测量装置和测量方法,对比文件1公开了一种被加热材料的温度和发射率测量装置和测量方法,权利要求1、4与对比文件1相比,其区别技术特征是:(1)所述多个辅助光源均匀设置在以所述待测物体为中心的半球表面;(2)所述调频光源开启或关闭的频率是按照预设规则来调整的,所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应。上述区别技术特征(1)被对比文件2公开并给出了将其与对比文件1进行结合的技术启示,上述区别技术特征(2)属于本领域的公知常识。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识,得出权利要求1、4所要求保护的技术方案对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,权利要求1、4所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2)、从属权利要求2-3、6的附加技术特征属于本领域的惯用技术手段,从属权利要求5的附加技术特征被对比文件1公开,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2-3、5-6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3)、合议组针对复审请求人的意见陈述进行了回复。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年09月19日提交了意见陈述书,并提交了权利要求书的全文修改替换页,修改涉及:根据说明书的内容,在独立权利要求1和4中加入以下技术特征:“所述辅助光源的光谱响应范围与所述辐射测量设备的光谱响应范围具有重合的区域”,同时,修改了从属权利要求5和6的引用关系。
复审请求人在答复复审通知书时提交的权利要求书如下:
“1. 一种基于辅助光源的辐射温度测量装置,其特征在于,所述装置,包括:朝向待测物体的辐射测量设备和多个辅助光源;
所述辐射测量设备,用于在所述辅助光源关闭的状态下测量所述待测物体辐射的第一辐射强度以及在所述辅助光源开启的状态下测量的第二辐射强度,其中,所述第二辐射强度为所述辅助光源发出的经待测物体反射的辐射强度和所述待测物体的辐射强度之和;所述多个辅助光源均匀设置在以所述待测物体为中心的半球表面;
其中,所述待测物体的辐射温度是根据所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定的;
所述辅助光源为调频光源,所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的;
所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应;
所述辅助光源的光谱响应范围与所述辐射测量设备的光谱响应范围具有重合的区域。
2. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述预设规则为根据所述待测物体的温度变化频率确定所述调频光源的频率。
3. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述辅助光源的光谱响应范围部分或者全部与所述辐射测量设备的光谱响应范围重合。
4. 一种基于辅助光源的辐射温度测量方法,其特征在于,包括:
利用朝向待测物体的辐射测量设备和多个辅助光源;多个所述辅助光源设置在以所述待测物体为中心的半球表面;
在所述辅助光源处于关闭状态时,通过辐射测量设备测量待测物体辐射的第一辐射强度;
在所述辅助光源处于打开状态时,通过辐射测量设备测量所述待测物体辐射的第二辐射强度;其中,所述第二辐射强度为所述辅助光源发出的经待测物体反射的辐射强度和所述待测物体的辐射强度之和;
根据所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定所述待测物体的辐射温度;
所述辅助光源为调频光源,所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的;
所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应;
所述辅助光源的光谱响应范围与所述辐射测量设备的光谱响应范围具有重合的区域。
5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据所述第一辐射强度、所述第二辐射强度度和所述辅助光源自身的辐射强度确定所述待测物体的辐射温度,是通过以下公式进行计算的:

其中,T是待测物体的辐射温度;ε是待测物体的发射率;Ib是在与物体表面相同温度下的黑体辐射强度,是表面温度T的单值函数;V1是第一辐射强度;V2是第二辐射强度;Ie是所述辅助光源自身的辐射强度。
6. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述预设规则为根据所述待测物体的温度变化频率确定所述调频光源的频率。”
复审请求人认为:
1)、修改后的权利要求1与对比文件1的区别技术特征是:“所述多个辅助光源均匀设置在以所述待测物体为中心的半球表面”以及“所述辅助光源的光谱响应范围与所述辐射测量设备的光谱响应范围具有重合的区域”。
2)、权利要求1中是通过将多个辅助光源均匀设置在以待测物体为中心的半球表面上,以使光能均匀的照射在待测物体表面。而对比文件1中则是通过黑体炉和辐射温度计在加热材料表面的方向上彼此隔开,镜面对称定位在垂直于加热材料表面的线上,改变辐射温度计探测器的初始波段,使得加热材料的表面显示出镜面反射的特性,通过在黑体炉开口处设置一屏蔽盘(档板),可移动以中断从黑体炉开口处发出的辐射能量,同时通过检测温度的装置检测黑体炉的温度,通过使用两个检测到的辐射能量和黑体炉的温度来确定加热材料的发射率,然后获得加热材料的表面温度。可见,修改后的权利要求1中是通过将辅助光源均匀照射在物体表面,来进一步得到待测物体的辐射温度。而对比文件1中则是通过黑体发出辐射能量,且通过使用两个检测到的辐射能量和黑体炉的温度来确定加热材料的发射率,然后获得加热材料的表面温度,二者公开了不同的技术内容。而对比文件2中的入射光通过光纤15和16进入腔10,然后入射至待测物体表面23,经待测物体表面23反射后再经反射表面12多次反射最后会聚进入中心光纤14中进行检测,在对比文件2中,一是通过采用腔10来构建一个光反射路径,二是通过采用光纤对光进行发射,以减小光的损耗,进一步提高检测的精确性,这显然与修改后的权利要求1中所公开的多个辅助光源需要均匀放置在以待测物体为中心的半球表面,以排除多个辅助光源在不同位置时对待测物体的辐射温度测量时产生的影响,使得多个辅助光源与待测物体之间距离相等,进而提高检测精确性的技术手段完全不同。
3)、在修改后的权利要求1中,需要辅助光源的光谱响应范围与辐射测量设备的光谱响应范围存在重合区域,而在对比文件2中,入射光通过光纤15和16进入腔10,然后入射至待测物体表面23,经待测物体表面23反射后再经反射表面12多次反射最后会聚进入中心光纤14中进行检测。即在对比文件2中,入射光是通过光纤直接到达待测物体的表面后,经过反射后再对其温度进行测量的,并且通过光纤进行入射光的传输,并不会涉及到光谱响应范围重合的问题,显然,在对比文件2中并没有公开关于“辅助光源的光谱响应范围与辐射测量设备的光谱响应范围存在重合区域”的任何相关技术启示。
4)、修改后的权利要求1能够达到的有益效果是:克服了现有辐射测温方法技术中存在的发射率数值不确定性以及发射率假设模型局限性给辐射测温带来的显著影响,以进一步提高辐射温度测量的精确性。权利要求1中公开了一种基于辅助光源的辐射温度测量装置及方法,通过设置辅助光源,并分别在辅助光源关闭和开启的状态下测量待测物体的辐射强度,进而根据辅助光源的辐射强度以及待测物体在辅助光源关闭和开启的状态下的辐射强度,可以得到准确的待测物体的辐射强度。即修改后的权利要求1中,可以实现待测物体表面温度的非接触测量,并使温度的测量不依赖于发射率预先数据以及发射率假设模型,克服了现有测试辐射温度方法中发射率数值不确定性以及发射率假设模型局限性给辐射测温带来的显著影响,进一步提高了辐射温度测量的精确性。
因此,修改后的权利要求具备突出的实质性特定和显著的进步,因而具备创造性。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在2019年09月19日答复复审通知书时提交了权利要求书的全文修改替换页,经审查,上述修改符合专利法第33条的规定,本复审请求审查决定针对的文本是:申请日2016年12月06日提交的说明书第1-66段、说明书附图图1-图2、说明书摘要、摘要附图;2019年09月19日提交的权利要求第1-6项。
关于专利法第22条第3款
创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征,但该区别技术特征的一部分被另一篇对比文件公开,并且其在该另一篇对比文件和其在本申请的技术方案中所起的作用相同,该区别技术特征的其他部分属于本领域的公知常识,那么本领域技术人员在上述对比文件以及本领域公知常识结合的基础上得到该权利要求请求保护的技术方案是显而易见的,该权利要求不具备创造性。
具体到本申请:
1)、权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
独立权利要求1请求保护一种基于辅助光源的辐射温度测量装置,对比文件1公开了一种被加热材料的温度和发射率测量装置(即辐射温度测量装置,参见说明书第6栏第33行-第14栏第26行,图3、4、7),所述测量装置包括:朝向所述被加热材料设置的黑体炉2,所述黑体炉2能够发出一定的辐射强度照射到被加热材料上,在黑体炉2的开口处设置有一遮挡板26,该遮挡板26可在电机10带动下旋转,从而使得黑体炉2发出的辐射强度处于打开或遮蔽状态(由此,黑体炉和由电机和遮挡板构成的遮挡机构合起来即辅助光源);所述测量装置还包括朝向所述被加热材料设置的辐射测温计4(即辐射测量设备),所述辐射测温计4在两种状态下对被加热材料1进行辐射强度测量,第一种状态,是在黑体炉2发出的辐射强度被遮挡板遮住,不能照射到被加热材料表面的情况下,所述辐射测温计4检测的辐射强度为被加热材料发出的辐射强度,计算公式为:(参见第8栏第26-42行,即所述辐射测量设备,用于在所述辅助光源关闭的状态下测量所述待测物体辐射的第一辐射强度),第二种状态,是在黑体炉2发出的辐射强度没有被遮挡板遮住,能够照射到被加热材料表面的情况下,所述辐射测温计4检测的辐射强度为被加热材料发出的辐射强度加上黑体炉发出的并经被加热材料反射的辐射强度之和,计算公式为:(参见第8栏第43行-第9栏第25行),即在所述辅助光源开启的状态下测量的第二辐射强度,所述第二辐射强度为所述辅助光源发出的经待测物体反射的辐射强度和所述待测物体的辐射强度之和);通过上述两次测量过程的测量结果即可利用上述两个公式计算获得被加热材料1的发射率及其温度T1(即所述待测物体的辐射温度是根据所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定的);另外,对比文件1还公开了可以朝向被加热材料1设置两个黑体炉14、15(参见说明书第11栏第31-57行,图7),分别用于对被加热材料1进行照射的情形;同时,由于对比文件1公开了可以通过电机10驱动遮挡板26的转动来控制黑体炉2发出的辐射强度的打开或遮蔽,其必然能以一定的频率实现黑体炉2发出的辐射强度的开启和中断(即调频光源)。
权利要求1与对比文件1相比,其区别技术特征是:(1)所述多个辅助光源均匀设置在以所述待测物体为中心的半球表面;(2)所述调频光源开启或关闭的频率是按照预设规则来调整的,所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应;(3)所述辅助光源的光谱响应范围与所述辐射测量设备的光谱响应范围具有重合的区域。基于上述区别技术特征可以确定,本申请实际解决的技术问题是:在多个辅助光源的情况下,如何设置其位置,以及如何选择调频光源的开闭频率和辐射测量设备的探测频率;如何选择辅助光源的光谱响应范围。
对于上述区别技术特征(1),对比文件2公开了一种利用辐射测温原理实现的远程测温装置,与本申请属于相同的技术领域,并具体披露了如下技术特征:(参见说明书第3栏第38行-第8栏第8行,图6):一种远程测温装置,包括辐射高温计17以及红外辐射光源26,所述红外辐射光源26发出的红外光通过两条光纤15、16照射到待测温物体23上,所述辐射高温计17用于检测所述待测温物体23发出的辐射强度以及由所述红外辐射光源发出的并由所述待测温物体23的表面反射的辐射强度;所述待测温物体23设置于一个半球形腔下方的中心位置处,在半球形腔的弧面上分别设置两条光纤15、16的出光口(参见图6,因此,两条光纤的出光口即两个辅助光源,两条光纤的出光口位于以待测温物体为中心的半球表面上),两条光纤的出光口与待测温物体的距离相同,而且两条光纤的出光口具有等同的入射角(参见图1B),该入射角能够使经待测温物体23反射的辐射强度进入辐射高温计17。上述技术特征在对比文件2中所起的作用与其在权利要求1请求保护的技术方案中所起的作用完全相同,都是如何设置多个辅助光源,以使其发出并到达被测温物体的辐射强度相同,且所述辐射强度被待测温物体反射后均能够进入辐射测温计,因此,对比文件2给出了将上述技术特征应用于对比文件1以解决本申请所要解决的技术问题的技术启示,在此基础上,当辅助光源超过两个时,为了保证各个辅助光源发出的辐射强度对待测物体的均匀照射,本领域技术人员容易想到将多个辅助光源均匀设置在以待测物体为中心的半球表面上。
对于上述区别技术特征(2),本领域技术人员根据待测温物体、测试环境及测试条件按照一定的规则选择相应的调频光源的开闭频率,这是本领域的常规选择,同时,为了准确的获得在辅助光源开启和关闭状态下的辐射强度,自然需要选择辐射强度测量设备的探测的频率与辅助光源开启和关闭的频率相适应,这是也属于本领域的公知常识。
对于上述区别技术特征(3),由于辐射测量设备所能检测到的辐射强度与辐射光的波长范围有关,为了保证辐射测量设备能够检测到辅助光源发出的并由待测温物体反射的辐射强度,选择辅助光源的光谱响应范围与辐射测量设备的光谱响应范围具有重合区域,这是本领域的公知常识。
由此可见,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域公知常识获得权利要求1请求保护的技术方案是显而易见的,权利要求1不具备突出的实质性特点和显著地进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
2)、权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求2对权利要求1做了进一步限定,其附加技术特征主要限定了预设规则所应满足的条件,但是,本领域技术人员根据待测温物体的温度变化情况选择合适的测温时间和频率,进而确定调频光源的频率,这是基于本领域公知常识做出的常规选择,因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,权利要求2不具备突出的实质性特点和显著地进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
3)、权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求3对权利要求1做了进一步限定,其附加技术特征主要限定了辅助光源的光谱响应范围与辐射测量设备的光谱响应范围应满足的条件,但是,由于辐射测量设备所能检测到的辐射强度与辐射光的波长范围有关,为了保证辐射测量设备能够检测到辅助光源发出的并由待测温物体反射的辐射强度,选择辅助光源的光谱响应范围与辐射测量设备的光谱响应范围部分或全部重合,这是本领域的公知常识,因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,权利要求3不具备突出的实质性特点和显著地进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
4)、权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求4请求保护一种基于辅助光源的辐射温度测量方法,对比文件1公开了一种被加热材料的温度和发射率测量装置,同时也公开了一种被加热材料的温度和发射率测量方法(参见说明书第6栏第33行-第14栏第26行,图3、4、7),所述测量方法包括:利用朝向所述被加热材料的黑体炉2,所述黑体炉2能够发出一定的辐射强度照射到被加热材料上,在黑体炉2的开口处设置有一遮挡板26,该遮挡板26可在电机10带动下旋转,使得黑体炉2发出的辐射强度处于打开或遮蔽状态(由此,所述黑体炉和由电机和遮挡板构成的遮挡机构合起来即辅助光源);所述测量方法还包括利用朝向所述被加热材料的辐射测温计4(即辐射测量设备),所述辐射测温计在两种状态下对被加热材料1进行辐射强度测量,第一种状态,是在黑体炉2发出的辐射强度被遮挡板遮住,不能照射到被加热材料表面的情况下,所述辐射测温计4检测的辐射强度为被加热材料发出的辐射强度,计算公式为:(参见第8栏第26-42行,即所述辐射测量设备,用于在所述辅助光源关闭的状态下测量所述待测物体辐射的第一辐射强度),第二种状态,是在黑体炉2发出的辐射强度没有被遮挡板遮住,能够照射到被加热材料表面的情况下,所述辐射测温计4检测的辐射强度为被加热材料发出的辐射强度加上黑体炉发出的并经被加热材料反射的辐射强度,计算公式为:(参见第8栏第43行-第9栏第25行,即在所述辅助光源开启的状态下测量的第二辐射强度,所述第二辐射强度为所述辅助光源发出的经待测物体反射的辐射强度和所述待测物体的辐射强度之和);通过上述两次测量过程的测量结果即可利用以上公式计算获得被加热材料1的发射率及温度T1(即所述待测物体的辐射温度是根据所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定的);另外,对比文件1还公开了可以朝向被加热材料1设置两个黑体炉14、15(参见说明书第11栏第31-57行,图7),分别用于对被加热材料1进行照射的情形;同时,由于对比文件1公开了可以通过电机10驱动遮挡板26的转动来控制黑体炉2发出的辐射强度的开闭,其必然能以一定的频率实现黑体炉2发出的辐射强度的开启和中断(即调频光源)。
权利要求4与对比文件1相比,其区别技术特征是:(1)所述多个辅助光源均匀设置在以所述待测物体为中心的半球表面;(2)所述调频光源的开启或关闭频率是按照预设规则来调整的,所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应;(3)所述辅助光源的光谱响应范围与所述辐射测量设备的光谱响应范围具有重合的区域。基于上述区别技术特征可以确定,本申请实际解决的技术问题是:在多个辅助光源的情况下,如何设置其位置,以及如何选择调频光源的开闭频率和辐射测量设备的探测频率;如何选择辅助光源的光谱响应范围。
对于上述区别技术特征(1),对比文件2公开了一种利用辐射测温原理实现的远程测温装置,与本申请属于相同的技术领域,并具体披露了如下技术特征:(参见说明书第3栏第38行-第8栏第8行,图6):一种远程测温装置,包括辐射高温计17以及红外辐射光源26,所述红外辐射光源26发出的红外光通过两条光纤15、16照射到待测温物体23上,所述辐射高温计17用于检测所述待测温物体23发出的辐射强度以及由所述红外辐射光源发出的并由所述待测温物体23的表面反射的辐射强度;所述待测温物体23设置于一个半球形腔下方的中心位置处,在半球形腔的弧面上设置两条光纤15、16的出光口(参见图6,因此,两条光纤的出光口即两个辅助光源,两条光纤的出光口位于以待测温物体为中心的半球表面上),两条光纤的出光口与待测温物体的距离相同,而且两条光纤的出光口具有等同的入射角(参见图1B),该入射角能够使经待测温物体反射的辐射强度进入辐射高温计。上述技术特征在对比文件2中所起的作用与其在权利要求4请求保护的技术方案中所起的作用完全相同,都是如何设置多个辅助光源,以使其发出并到达被测温物体的辐射强度相同,且所述辐射强度被待测温物体反射后均能够进入辐射测温计,因此,对比文件2给出了将上述技术特征应用于对比文件1以解决本申请所要解决的技术问题的技术启示,在此基础上,当辅助光源超过两个时,为了保证各个辅助光源发出的辐射强度对待测物体的均匀照射,本领域技术人员容易想到将多个辅助光源均匀设置在以待测物体为中心的半球表面上。
对于上述区别技术特征(2),本领域技术人员根据待测温物体、测试环境及测试条件按照一定的规则选择相应的调频光源的开闭频率,这是本领域的常规选择,同时,本领域技术人员为了准确的获得在辅助光源开启和关闭状态下的辐射强度,自然需要选择辐射强度测量设备的探测的频率与辅助光源开启和关闭的频率相适应,这是本领域的公知常识。
对于上述区别技术特征(3),由于辐射测量设备所能检测到的辐射强度与辐射光的波长范围有关,为了保证辐射测量设备能够检测到辅助光源发出的并由待测温物体反射的辐射强度,选择辅助光源的光谱响应范围与辐射测量设备的光谱响应范围具有重合区域,这是本领域的公知常识。
由此可见,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域公知常识获得权利要求4请求保护的技术方案是显而易见的,权利要求4不具备突出的实质性特点和显著地进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
5)、权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求5对权利要求4做了进一步限定,其附加技术特征主要限定了第一辐射强度和第二辐射强度的计算公式,对比文件1公开了以下技术特征(参见说明书第8栏第23行-第50行):是在黑体炉2发出的辐射强度被遮挡板遮住的情况下,所述辐射测温计4检测的辐射强度为被加热材料发出的辐射强度,计算公式为:,在黑体炉2发出的辐射强度没有被遮挡板遮住,能够照射到被加热材料表面的情况下,所述辐射测温计4检测的辐射强度为被加热材料发出的辐射强度加上黑体炉发出的并经被加热材料反射的辐射强度,计算公式为:,其中,为被加热材料的辐射温度,为被加热材料的发射率,为被加热材料在温度下的辐射能量(即黑体辐射强度),是温度的单值函数,是黑体炉被遮挡情况下辐射测温计检测的辐射强度(即第一辐射强度),是黑体炉未被遮挡情况下辐射测温计检测的辐射强度(即第二辐射强度),是黑体炉在温度情况下的辐射强度。由此可见,权利要求5的全部附加技术特征均被对比文件1公开了,因此,在其引用的权利要求4不具备创造性的情况下,权利要求5不具备突出的实质性特点和显著地进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
6)、权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求6对权利要求4做了进一步限定,其附加技术特征主要限定了预设规则所应满足的条件,但是,本领域技术人员根据待测温物体的温度变化情况选择合适的测温时间和频率,进而确定调频光源的开闭频率,这是基于本领域公知常识做出的常规选择,因此,在其引用的权利要求4不具备创造性的情况下,权利要求6不具备突出的实质性特点和显著地进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
对复审请求人相关意见的评述
合议组认为:
1)、本申请请求保护一种辐射温度测量装置,其核心技术方案为:分别通过多个辅助光源在开启和关闭的情况下测量待测温物体的辐射强度,利用这两种情况下得到的第二辐射强度和第一辐射强度以及辅助光源自身的辐射强度来计算获得待测物体的辐射温度。而作为与本申请最接近的现有技术,对比文件1同样公开了一种辐射测温装置,其核心技术方案为:分别在黑体炉发出的辐射强度被开启和遮蔽的情况下测量得到待测温物体的辐射强度,利用这两种情况下检测的辐射强度以及黑体炉自身的辐射强度来计算获得待测物体的辐射温度。并且,具体到计算辐射温度所使用的公式,本申请是通过以下两个公式进行计算的:,,通过两次测量过程获得两个二元一次方程,其中,存在两个未知变量,待测物体的发射率和待测物体的辐射温度,再求解这两个二元一次方程,即可获得上述两个未知变量。而对比文件1中,同样是通过以下两个公式进行计算的:,,其中,被加热材料的发射率和被加热材料的温度为两个未知变量,对比文件1中的公式在形式和内容上与本申请中所使用的公式完全相同,由此可见,对比文件1与本申请请求保护的技术方案的检测原理和计算方法是完全相同的,对比文件1与本申请所要解决的技术问题和实现的技术效果也是完全相同的,并不是如复审请求人在意见陈述中所说的对比文件1与权利要求1公开了不同的技术内容。
2)、尽管对比文件1中仅公开了两个黑体炉,未公开其设置方式是在以待测物体为中心的半球面上,构成了权利要求1与对比文件1的区别技术特征,但是,具有上述区别技术特征并不代表本申请具备创造性,还应当结合现有技术的整体情况进行判断,由于对比文件2同样公开了一种远程测温装置,与本申请属于相同的技术领域,该测温装置包括辐射高温计17以及红外辐射光源26,所述红外辐射光源26发出的红外光通过设置于一个半球形腔体表面上的两条光纤15、16的出光口照射到待测温物体23上,所述辐射高温计17用于检测所述待测温物体23发出的辐射强度以及由所述红外辐射光源发出的并由所述待测温物体23的表面反射的辐射强度;所述待测温物体23设置于所述半球形腔体下方的中心位置处,而且两条光纤的出光口与待测温物体的距离相同,且具有等同的入射角(参见对比文件2的图1B),该入射角能够使经待测温物体反射的辐射强度进入辐射高温计(因此,两条光纤的出光口即两个辅助光源,两条光纤的出光口位于以待测温物体为中心的半球表面上)。对比文件2公开的上述技术特征在对比文件2中所起的作用与其在权利要求1请求保护的技术方案中所起的作用完全相同,都是为了保证各个辅助光源发出的辐射光能够均匀地照射到待测温物体上,且均能够反射到辐射测量装置,因此,对比文件2能够给本领域技术人员以技术启示,为了保证不同辅助光源发出的辐射光能够均匀地照射到待测温物体上,且均能够反射到辐射测量装置上,可以将其设置在以待测物体为中心的半球表面上,同时,在存在多个辅助光源的情况下,为了保证各个辅助光源照射的均匀度,将多个辅助光源均匀设置在半球面上,也是本领域技术人员在对比文件2的基础上结合本领域的公知常识容易想到的。
3)、由于辐射测量设备所能检测到的辐射强度与辐射光的波长范围有关,如果辅助光源的光谱响应范围超出辐射测量设备的光谱响应范围,则辐射测量设备就无法检测到辅助光源所发出的辐射强度,因此,为了保证辐射测量设备能够检测到辅助光源发出的并由待测温物体反射的辐射强度,本领域技术人员必须选择辅助光源的光谱响应范围与辐射测量设备的光谱响应范围具有重合区域,这是本领域的公知常识。
4)、对比文件1公开的技术方案分别在黑体炉发出的辐射强度被开启和遮蔽的情况下测量得到待测温物体的辐射强度,利用这两种情况下检测的辐射强度以及黑体炉自身的辐射强度来计算获得准确的待测物体的辐射温度。由此可见,由于对比文件1与本申请请求保护的技术方案的检测原理和计算方法是完全相同的,对比文件1同样能够实现待测物体表面温度的非接触测量,并且使温度的测量不依赖于发射率预先数据以及发射率假设模型,同样克服了测温过程中发射率数值不确定性以及发射率假设模型局限性给辐射测温带来的显著影响,提高了辐射温度测量的精确性。
综上所述,复审请求人陈述的理由不成立,本申请不具备创造性。
根据以上事实和理由,合议组依法作出以下审查决定。

三、决定
维持国家知识产权局于2018年08月28日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。


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