发明创造名称:一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置及方法
外观设计名称:
决定号:201156
决定日:2020-01-15
委内编号:1F265687
优先权日:
申请(专利)号:201611111005.7
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:杨敏
国际分类号:G01J5/06
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201611111005.7,名称为“一种用于喷雾场环境中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13日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定中引用了如下两篇对比文件:
对比文件1:《Emissivity-Free Thermal Imaging with Dual-Wavelength Reflectance-Ratio Method》,公开日为:2015年07月30日;
对比文件2:US 4465382 A,公开日为:1984年08月14日。
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1-63段、说明书附图图1-图2、说明书摘要、摘要附图;2018年06月08日提交的权利要求第1-7项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置,其特征在于,包括:朝向待测物体的辐射测量设备和辅助光源;
所述辐射测量设备包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道;
所述辅助光源出射的光线经过喷雾区后投射在所述待测物体表面,经过所述待测物体反射的光线再次经过所述喷雾区进入所述辐射测量设备;所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入所述辐射测量设备;
所述辐射测量设备,用于在所述辅助光源关闭的状态下针对不同测量波长测量所述待测物体辐射的经过喷雾区后的第一辐射强度,以及在所述辅助光源开启的状态下针对不同测量波长测量所述待测物体与所述辅助光源辐射的经过喷雾区后的第二辐射强度;
其中,所述待测物体在喷雾场环境中的辐射温度是根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、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,所述辅助光源为石英灯光源。
4. 一种用于喷雾场环境中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辅助光源;所述辐射测量设备包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道;所述辅助光源出射的光线经过喷雾区后投射在所述待测物体表面,经过所述待测物体反射 的光线再次经过所述喷雾区进入所述辐射测量设备;所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入所述辐射测量设备;
在所述辅助光源关闭的状态下,通过所述辐射测量设备针对不同测量波长测量所述待测物体辐射的经过喷雾区后的第一辐射强度;
在所述辅助光源开启的状态下,通过所述辐射测量设备针对不同测量波长测量所述待测物体与所述辅助光源辐射的经过喷雾区后的第二辐射强度;
根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、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在喷雾场环境中的辐射温度;
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4所述的方法,其特征在于,根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、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在喷雾场环境中的辐射温度,具体采用以下公式进行计算:
其中,T为待测物体的辐射温度;N为已知的辐射测量设备的光谱测量通道的数量,N≥2;λj为已知的第j个光谱测量通道的测量波长;为在辅助光源关闭状态下,第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度,即第一辐射强度;为在辅助光源开启状态下,第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度,即第二辐射强度;εj为在第j个光谱测量通道的待测物体表面的光谱发射率;τ为喷雾区的透过率;Ib(λj,T)为在温度T时的黑体光谱辐射强度,是温度 T、波长λj的函数;Ie(λj)为辅助光源开启时自身的光谱辐射强度。
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。
7. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述辅助光源为石英灯光源。”
驳回决定指出:1)、独立权利要求1和4分别请求保护一种用于喷雾场环境的辐射温度测量装置和测量方法,对比文件1公开了一种基于双波长辅助光源的辐射测温装置和测温方法,独立权利要求1、4与对比文件1相比,其区别技术特征是:对比文件1未公开在喷雾场环境下进行温度测量以及辅助光源为调频光源。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、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、5-7的附加技术特征或被对比文件1公开,或被对比文件2公开,或属于本领域的惯用技术手段,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2-3、5-7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:将说明书中的部分内容加入独立权利要求1和4中,构成新的独立权利要求1和4,其余权利要求未做修改。
复审请求人在复审请求书中陈述了修改后的权利要求具备创造性的理由: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:如何在克服现有辐射温度测量方法无法解决喷雾干扰的测量局限性问题的同时,使辐射测量装置的结构更加简单。对比文件1实际解决的技术问题是:如何明显显示待测物体的温度分布情况。2)、对比文件1未公开“所述辐射测量设备包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道”这一技术特征,对比文件1中,主要采用InGaAs相机进行热成像,并没有对相机的光谱测量通道进行限定,不具有两个不同测量波长的光谱测量通道。3)、权利要求1中,是通过辐射测量设备测量辅助光源开启和关闭状态下,经喷雾区两次散射衰减前后的辐射强度,进而,根据不同波长下测量得到的多组第一辐射强度和第二辐射强度值能够计算出待测物体的辐射温度。即使在喷雾干扰的情形下也可以非接触地测量物体的辐射温度,克服了现有辐射温度测量方法无法解决喷雾干扰的测量局限性以及对物体表面辐射特性数据的依赖性问题。对比文件1只是采用InGaAs相机拍摄待测物体温度分布情况,这就对拍摄环境有所要求,不可能将待测物体置于能见度非常低的喷雾区。同时,对比文件2中,待测样品是放在熔炉中内,将熔炉作为测量环境,恰恰是为了避免空气中水汽和其它干扰因素对样品测量所造成的影响,且窗口起到观察物体和通过辐射光线的作用,对比文件2能够有效避免环境给测量带来的影响。因此,对比文件1和对比文件2的测量环境,都不会对辐射光线造成太大的散射衰减,与本申请所要解决的现有辐射温度测量方法无法解决喷雾干扰的测量局限性问题没有任何技术关联。
复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1. 一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置,其特征在于,包括:朝向待测物体的辐射测量设备和辅助光源;
所述辐射测量设备包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道;
所述辅助光源出射的光线经过喷雾区后投射在所述待测物体表面,经过所述待测物体反射的光线再次经过所述喷雾区进入所述辐射测量设备;所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入所述辐射测量设备;
所述辐射测量设备,用于在所述辅助光源关闭的状态下针对不同测量波长测量所述待测物体辐射的经过喷雾区后的第一辐射强度,以及在所述辅助光源开启的状态下针对不同测量波长测量所述待测物体与所述辅助光源辐射的经过喷雾区后的第二辐射强度;
其中,所述待测物体在喷雾场环境中的辐射温度是根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、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;
其中,在所述辅助光源开启状态下,所述辅助光源辐射的光线穿过喷雾区,经喷雾区散射衰减后,透射光线投射在目标物体上,并在物体表面上反射,反射后的光线又经喷雾区散射衰减,而后被所述辐射测量设备测量,所述辐射测量设备测量的第二辐射强度为(I) (II);在所述辅助光源关闭的状态下,所述辐射测量设备测量的第一辐射强度为(II);进而,根据不同波长下测量得到的多组第一辐射强度和第二辐射强度值能够计算出待测物体的辐射温度。
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,所述辅助光源为石英灯光源。
4. 一种用于喷雾场环境中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辅助光源;所述辐射测量设备包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道;所述辅助光源出射的光线经过 喷雾区后投射在所述待测物体表面,经过所述待测物体反射的光线再次经过所述喷雾区进入所述辐射测量设备;所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入所述辐射测量设备;
在所述辅助光源关闭的状态下,通过所述辐射测量设备针对不同测量波长测量所述待测物体辐射的经过喷雾区后的第一辐射强度;
在所述辅助光源开启的状态下,通过所述辐射测量设备针对不同测量波长测量所述待测物体与所述辅助光源辐射的经过喷雾区后的第二辐射强度;
根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、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在喷雾场环境中的辐射温度;
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;
其中,在所述辅助光源开启状态下,所述辅助光源辐射的光线穿过喷雾区,经喷雾区散射衰减后,透射光线投射在目标物体上,并在物体表面上反射,反射后的光线又经喷雾区散射衰减,而后被所述辐射测量设备测量,所述辐射测量设备测量的第二辐射强度为(I) (II);在所述辅助光源关闭的状态下,所述辐射测量设备测量的第一辐射强度为(II);进而,根据不同波长下测量得到的多组第一辐射强度和第二辐射强度值能够计算出待测物体的辐射温度。
5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、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在喷雾场环境中的辐射温度,具体采用以下公式进行计算:
其中,T为待测物体的辐射温度;N为已知的辐射测量设备的光谱测量通道的数量,N≥2;λj为已知的第j个光谱测量通道的测量波长;为在辅助光源关闭状态下,第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强 度,即第一辐射强度;为在辅助光源开启状态下,第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度,即第二辐射强度;εj为在第j个光谱测量通道的待测物体表面的光谱发射率;τ为喷雾区的透过率;Ib(λj,T)为在温度T时的黑体光谱辐射强度,是温度T、波长λj的函数;Ie(λj)为辅助光源开启时自身的光谱辐射强度。
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。
7. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述辅助光源为石英灯光源。”
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分别请求保护一种用于喷雾场环境的辐射温度测量装置和测量方法,对比文件1公开了一种基于双波长辅助光源的辐射测温装置和测温方法,权利要求1、4与对比文件1相比,其区别技术特征是:(1)本申请用于喷雾场环境中的辐射温度测量,所述辅助光源辐射的光线穿过喷雾区,经喷雾区散射衰减后,透射光线投射在目标物体上,并在物体表面上反射,反射后的光线又经喷雾区散射衰减,而后被所述辐射测量设备测量;所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入辐射测量设备;(2)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。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、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、5-7的附加技术特征或被对比文件1公开,或被对比文件2公开,或属于本领域的惯用技术手段,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2-3、5-7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,没有修改申请文件,复审请求人的意见陈述与提交复审请求书时的意见陈述基本相同。
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
复审请求人在答复复审通知书时未修改申请文件,因此,本复审请求审查决定针对的文本与复审通知书针对的文本相同,即:申请日2016年12月06日提交的说明书第1-63段、说明书附图图1-图2、说明书摘要、摘要附图;2018年11月06日提交的权利要求第1-7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请求保护一种用于喷雾场环境的辐射温度测量装置,对比文件1公开了一种基于双波长辅助光源的辐射测温装置(参见正文第183页左栏第1段-第185页右栏第2段):所述辐射测温装置包括:朝向待测物体表面的辐射测温计(相当于辐射测量设备)和能够发射双波长黑体辐射的辅助光源 (相当于辅助光源,参见图1);所述辐射测温计能够分别检测在两种不同波长下的黑体辐射强度(相当于包括两个不同测量波长的光谱测量通道);所述辅助光源发出的黑体辐射(相当于出射的光线)投射在待测物体的表面,经过待测物体表面反射后进入辐射测温计,所述待测物体发出的热辐射直接进入所述辐射测温计(参见正文第183页图1);所述辐射测温计,用于在双波长辅助光源开启和关闭两种开关状态下分别对待测表面进行辐射强度测量,第一种状态,辅助光源关闭,辐射测温计分别检测波长为和的两个波长条件下黑体辐射强度(参见正文第183页左栏第5段-第183页右栏第1段,相当于所述辐射测量设备,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,辅助光源开启,辐射测温计分别检测波长为和的两个波长条件下黑体辐射强度(相当于所述辐射测量设备在所述辅助光源开启的状态下测量的第二辐射强度),在辅助光源开启的条件下,所述辐射测温计检测到的辐射强度为待测物体发出的黑体辐射与辅助光源发出的并由待测物体表面反射的辐射强度之和(参见正文第183页右栏第2-4段,相当于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);根据两次测量过程分别检测的多组两种波长条件下的辅助光源关闭和打开状态下的辐射强度,即可通过公式计算出待测物体表面的温度(参见正文第184页左栏第1段,相当于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)。
权利要求1与对比文件1相比,其区别技术特征是:(1)本申请用于喷雾场环境中的辐射温度测量,所述辅助光源辐射的光线穿过喷雾区,经喷雾区散射衰减后,透射光线投射在目标物体上,并在物体表面上反射,反射后的光线又经喷雾区散射衰减,而后被所述辐射测量设备测量;所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入辐射测量设备;(2)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。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:在喷雾场环境如何对辐射光线的传播产生影响;以及如何选择辅助光源的类型及其开闭频率,如何选择辐射测量设备的探测频率。
对于上述区别技术特征(1),对比文件2公开了一种被加热材料表面温度和发射率检测装置,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2栏第12行-第17栏第9行,图1、9、14):一种被加热材料表面温度和发射率检测装置,包括辐射计1以及黑体辐射器2,所述黑体辐射器2发出的辐射光线照射到被加热材料表面上,并由所述被加热材料的表面反射后进入辐射计1进行测量,如果在所述辐射光线的传播路径上存在有对辐射能的透射率有害的物质,例如气体、水分或者密封玻璃过滤器等情况(参见说明书第2栏第39-47行、第14栏第52-54行、第16栏第1-34行,图14),可以通过在辐射强度的计算公式中引入透射系数的方式进行计算,所述的计算公式为:
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其中,为辐射光线传播路径中的滤光介质的透射系数,为黑体辐射器的开口被遮挡情况下,辐射计所检测到的由被加热材料发出的第一辐射强度,为黑体辐射器的开口打开的情况下,辐射计所检测到的第二辐射强度,所述第二辐射强度为被加热材料发出的第一辐射强度和由所述黑体辐射器发出的并由所述被加热材料表面反射的辐射强度之和。由此可见,对比文件2已经公开了在辐射测温装置中的辐射光线的传播路径中存在气体、水分或密封玻璃等滤光介质的情况下,如何进行辐射强度计算的技术内容,而根据本领域的公知常识,如果辐射测温装置中的辐射光线的传播路径中存在水分作为滤光介质,即可认为该辐射温度测量装置是处于喷雾场环境中,此时,可以在辐射强度的计算公式中引入水分的透射系数,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以解决本申请所解决的如何利用辐射测温装置来测量喷雾场环境下的待测物体的辐射温度的技术问题,这样的结合是显而易见的;另外,在喷雾场环境下,辐射光线如何进行传播及其衰减过程是本领域技术人员根据辐射测温装置的具体结构所容易得到的,属于本领域的公知常识。
对于上述区别技术特征(2),对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第10栏第26-60行,图9):所述黑体辐射器的前端设置有遮挡板5,所述遮挡板5可以在电机12的驱动下转动,从而能够以一定的时间间隔周期性遮挡和开放黑体辐射器的光线开口(黑体辐射器、遮挡板和电机合起来构成的辐射光源系统相当于调频光源),通过调整遮挡板转动的频率,即可实现黑体辐射器发出的辐射光线按照预定的频率周期性的开启和关闭(相当于调频光源的开启或关闭的频率是按照预设规则调整的,参见说明书第10栏第58-60行)。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本申请的技术方案中所起的作用完全相同,均是用于获得按照一定频率开启和关闭的辐射光源,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以解决本申请所解决的如何选择辅助光源的技术问题的技术启示。同时,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;另外,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,这也属于本领域的公知常识。
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的进步,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的进步,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类型,但是,由于石英灯属于本领域常用的辐射光源,其能够发出固定光谱范围的辐射光线,这也是本领域技术人员所熟知的,因此,在本申请中根据需要选择石英灯作为辅助光源仅仅是一种常规选择,并不会带来意料不到的技术效果,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的进步,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。
独立权利要求4请求保护一种用于喷雾场环境的辐射温度测量方法,对比文件1公开了一种基于双波长辅助光源的辐射测温方法(参见正文第183页左栏第1段-第185页右栏第2段):所述辐射测温方法包括:朝向待测物体表面设置辐射测温计(相当于辐射测量设备)和能够发射双波长黑体辐射的辅助光源 (相当于辅助光源,参见图1);所述辐射测温计能够分别检测在两种不同波长下的黑体辐射强度(相当于包括两个不同测量波长的光谱测量通道);所述辅助光源发出的黑体辐射(相当于出射的光线)投射在待测物体的表面,经过待测物体表面反射后进入辐射测温计,所述待测物体发出的热辐射直接进入所述辐射测温计(参见正文第183页图1);所述辐射测温计,用于在双波长辅助光源开启和关闭两种开关状态下分别对待测表面进行辐射强度测量,第一种状态,辅助光源关闭,辐射测温计分别检测波长为和的两个波长条件下黑体辐射强度(参见正文第183页左栏第5段-第183页右栏第1段,相当于所述辐射测量设备,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,辅助光源开启,辐射测温计分别检测波长为和的两个波长条件下黑体辐射强度(相当于所述辐射测量设备在所述辅助光源开启的状态下测量的第二辐射强度),在辅助光源开启的条件下,所述辐射测温计检测到的辐射强度为待测物体发出的黑体辐射与辅助光源发出的并由待测物体表面反射的辐射强度之和(参见正文第183页右栏第2-4段,相当于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);根据两次测量过程分别检测的多组两种波长条件下的辅助光源关闭和打开状态下的辐射强度,即可通过公式计算出待测物体表面的温度(参见正文第184页左栏第1段,相当于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)。
权利要求4与对比文件1相比,其区别技术特征是:(1)本申请用于喷雾场环境中的辐射温度测量,所述辅助光源辐射的光线穿过喷雾区,经喷雾区散射衰减后,透射光线投射在目标物体上,并在物体表面上反射,反射后的光线又经喷雾区散射衰减,而后被所述辐射测量设备测量;所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入辐射测量设备;(2)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。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:在喷雾场环境如何对辐射光线的传播产生影响;以及如何选择辅助光源的类型及其开闭频率,如何选择辐射测量设备的探测频率。
对于上述区别技术特征(1),对比文件2公开了一种被加热材料表面温度和发射率检测装置,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2栏第12行-第17栏第9行,图1、9、14):一种被加热材料表面温度和发射率检测装置,包括辐射计1以及黑体辐射器2,所述黑体辐射器2发出的辐射光线照射到被加热材料表面上,并由所述被加热材料的表面反射后进入辐射计1进行测量,如果在所述辐射光线的传播路径上存在有对辐射能的透射率有害的物质,例如气体、水分或者密封玻璃过滤器等情况(参见说明书第2栏第39-47行、第14栏第52-54行、第16栏第1-34行,图14),可以通过在辐射强度的计算公式中引入透射系数的方式进行计算,所述的计算公式为:
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其中,为辐射光线传播路径中的滤光介质的透射系数,为黑体辐射器的开口被遮挡情况下,辐射计所检测到的由被加热材料发出的第一辐射强度,为黑体辐射器的开口打开的情况下,辐射计所检测到的第二辐射强度,所述第二辐射强度为被加热材料发出的第一辐射强度和由所述黑体辐射器发出的并由所述被加热材料表面反射的辐射强度之和。由此可见,对比文件2已经公开了在辐射测温装置中的辐射光线的传播路径中存在气体、水分或密封玻璃等滤光介质的情况下,如何进行辐射强度计算的技术内容,而根据本领域的公知常识,如果辐射测温装置中的辐射光线的传播路径中存在水分作为滤光介质,即可认为该辐射温度测量装置是处于喷雾场环境中,此时,可以在辐射强度的计算公式中引入水分的透射系数,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以解决本申请所解决的如何利用辐射测温装置来测量喷雾场环境下的待测物体的辐射温度的技术问题,这样的结合是显而易见的;另外,在喷雾场环境下,辐射光线如何进行传播及其衰减过程是本领域技术人员根据辐射测温装置的具体结构所容易得到的,属于本领域的公知常识。
对于上述区别技术特征(2),对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第10栏第26-60行,图9):所述黑体辐射器的前端设置有遮挡板5,所述遮挡板5可以在电机12的驱动下转动,从而能够以一定的时间间隔周期性遮挡和开放黑体辐射器的光线开口(黑体辐射器、遮挡板和电机合起来构成的辐射光源系统相当于调频光源),通过调整遮挡板转动的频率,即可实现黑体辐射器发出的辐射光线按照预定的频率周期性的开启和关闭(参见说明书第10栏第58-60行,相当于调频光源的开启或关闭的频率是按照预设规则调整的)。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本申请的技术方案中所起的作用完全相同,均是用于获得按照一定频率开启和关闭的辐射光源,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以解决本申请所解决的如何选择辅助光源的技术问题的技术启示。同时,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;另外,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,这也属于本领域的公知常识。
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的进步,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):根据不同波长条件下辐射测温计分别测量得到辅助光源在打开和关闭状态下的辐射强度,以及辅助光源自身的辐射强度,通过以下公式计算待测物体的表面温度:,,其中,,为待测物体表面的反射率,为待测物体表面的发射率,分别为辅助光源在关闭和打开两种状态下,辐射测温计所检测的在两种不同波长条件下的辐射强度,为辅助光源在两种不同波长条件下的辐射强度。另外,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第16栏第1-34行,图14):如果在所述辐射光线的传播路径上存在有对辐射能的透射率有害的物质,例如气体、水分或者密封玻璃过滤器等情况,可以通过在辐射强度的计算公式中引入透射系数的方式进行计算,所述的计算公式为:
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其中,为在辐射光线传播路径中的滤光介质的透射系数,是黑体辐射器的出口被遮挡情况下辐射计检测的辐射强度(即第一辐射强度),是黑体辐射器的出口未被遮挡情况下辐射计检测的辐射强度(即第二辐射强度),是黑体辐射器在温度下的辐射强度。由此可见,对比文件1和对比文件2分别公开了在辅助光源关闭和打开状态下所检测的辐射强度与辅助光源的辐射强度、待测物体的发射率与待测物体的温度之间的数学关系式,以及在辐射光源的传播路径中存在滤光介质的情况下,所检测的辐射强度与辅助光源的辐射强度、待测物体的发射率与待测物体的温度之间的数学关系式,可见,权利要求5的附加技术特征大部分被对比文件1和对比文件2公开了,未公开的内容也属于本领域技术人员根据常规的辐射测温基本理论和数学公式推导能够得出的,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的进步,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的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
7)、权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求7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辅助光源的类型,但是,由于石英灯属于本领域常用的辐射光源,其能够发出固定光谱范围的辐射光线,这也是本领域技术人员所熟知的,因此,在本申请中根据需要选择石英灯作为辅助光源仅仅是一种常规选择,并不会带来意料不到的技术效果,在其引用的权利要求4不具备创造性的情况下,权利要求7不具备突出的实质性特点和显著的进步,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
复审请求人在答复复审通知书时的意见陈述书中陈述了权利要求1-7具备创造性的理由,概括如下:
1)、权利要求1与对比文件1的区别技术特征为:(1)所述辅助光源出射的光线经过喷雾区后投射在所述待测物体表面,经过所述待测物体反射的光线再次经过所述喷雾区进入所述辐射测量设备;(2)所述待测物体自发辐射经过所述喷雾区后进入所述辐射测量设备。
2)、权利要求1中,辐射测量设备的功能主要是应用于检测喷雾区中待测物体的辐射温度,是通过辐射测量设备测量辅助光源开启和关闭状态下,经喷雾区两次散射衰减前后的辐射强度,进而,根据不同波长下测量得到的多组第一辐射强度和第二辐射强度值能够计算出待测物体的辐射温度。即使在喷雾干扰的情形下也可以非接触地测量物体的辐射温度,克服了现有辐射温度测量方法无法解决喷雾干扰的测量局限性以及对物体表面辐射特性数据的依赖性问题。对比文件1只是采用InGaAs相机拍摄待测物体温度分布情况,这就对拍摄环境有所要求,不可能将待测物体置于能见度非常低的喷雾区。同时,对比文件2中,待测样品是放在熔炉中内,将熔炉作为测量环境,恰恰是为了避免空气中水汽和其它干扰因素对样品测量所造成的影响,且窗口起到观察物体和通过辐射光线的作用,对比文件2能够有效避免环境给测量带来的影响。因此,对比文件1和对比文件2的测量环境,都不会对辐射光线造成太大的散射衰减,与本申请所要解决的现有辐射温度测量方法无法解决喷雾干扰的测量局限性问题没有任何技术关联。
对此,合议组认为:
1)、判断一项权利要求是否具有创造性,应当基于本领域技术人员的角度,结合现有技术的整体情况去判断,对于复审请求人在第1)条意见陈述中所列出的区别技术特征,其主要限定了检测装置中不同光线的传播路径,尽管其未被对比文件1或对比文件2公开,但是,在喷雾场环境下,根据辐射温度测量装置的测量原理,上述区别技术特征中限定的辅助光源以及待测物体发出的辐射光线的具体传播路径是本领域技术人员根据辐射测温装置的具体结构所容易得到的,属于本领域的公知常识。
2)、作为与本申请最接近的现有技术,对比文件1与本申请的测量原理及测量步骤是完全相同的,区别仅在于:本申请的辐射温度测量装置是处于喷雾场中,喷雾场环境会对辐射光的传播产生影响,造成辐射光的散射和辐射强度衰减,因此,在计算辐射温度的过程中,考虑了喷雾场环境的透射率对辐射光的影响,而对比文件1中公开的技术方案中,辐射温度测量设备是位于一般空气环境中,辐射光的传播未受到滤光介质的影响而产生散射和衰减,因此,对比文件1中未考虑在辐射光线的传播路径中存在滤光介质的情况下,例如喷雾场环境,对计算辐射温度带来的影响。但是,尽管存在上述区别,并不代表本申请具备创造性。对比文件2公开了一种被加热材料表面温度和发射率检测装置,所述检测装置包括辐射计1以及黑体辐射器2,所述黑体辐射器2发出的辐射光线照射到被加热材料表面上,并由所述被加热材料的表面反射后进入辐射计1进行测量,通过在黑体辐射器被打开和遮蔽两种状态下的辐射强度测量结果,利用公式即可计算出被加热材料的表面温度。对比文件2还明确公开了:“本发明即使在测量环境中存在对辐射能的透射率有害的物质,例如气体、水分等情况下,也能精确的测量待测物体的表面温度(参见说明书第2栏第39-47行),特别是,根据本发明,如果在辐射光的传播路径上存在气体或玻璃过滤器等滤波介质的情况下,可以通过在辐射强度的计算公式中引入滤光介质的透射系数进行计算(参见说明书第14栏第52-54行、第16栏第1-34行,图14),所述的计算公式为:
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其中,为辐射光线传播路径中的滤光介质的透射系数”。由此可见,由于对比文件2已经公开了在辐射测温装置中的辐射光线的传播路径中存在气体、水分或玻璃等滤光介质的情况下,可以在辐射强度的计算公式中引入滤光介质的透射率进行计算的技术方案,而根据本领域的公知常识,如果辐射测温装置的测量环境中存在水分,该水分会以液滴的形式出现,可以将其看作一种滤光介质,满足上述公式的要求,即可在辐射强度的计算公式中引入液滴的透射率进行计算,因此,当辐射温度测量装置处于喷雾场环境中时,本领域技术人员能够从对比文件2得到技术启示,可以在辐射强度的计算公式中引入喷雾场的透射系数,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以解决本申请所解决的如何利用辐射测温装置来测量喷雾场环境下的待测物体的辐射温度的技术问题,这样的结合是显而易见的;另外,在喷雾场环境下,辐射光线如何进行传播及其衰减过程是本领域技术人员根据辐射测温装置的具体结构所容易得到的,属于本领域的公知常识。由此可见,对比文件2能够给出将其与对比文件1进行结合的技术启示,并不是因为其公开了在熔炉侧壁上开设的窗口作为辐射光进入熔炉的通道,而是因为其公开了在辐射测温装置中的辐射光线的传播路径中存在气体、水分或玻璃等滤光介质的情况下,可以在辐射强度的计算公式中引入滤光介质的透射率进行计算的技术方案。因此,复审请求人在第2)条意见陈述中有关窗口的功能与本申请不同而不能给出结合启示的争辩理由不能成立。
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13 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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