[發明專利]一種傳感器以及用其測量內部溫度的方法

無效

• 申請號: 201110454166.7
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103185646A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 范順杰;郭旻;卓越
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G01K11/24
• 分類號: G01K11/24
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李慧

1.一種傳感器(1)，包括一個超聲波換能器(111、112)和一個阻尼器(121、122)，其中所述阻尼器(121、122)用于連接在所述超聲波換能器(111、112)和被測對象(2)之間，所述超聲波換能器(111、112)借助所述阻尼器(121、122)向被測對象(2)發射超聲波(S)并接收所述超聲波(S)的反射波(R1、R2)。

2.根據權利要求1所述的傳感器(1)，其中所述傳感器(1)還包括一個耦合器(13)，所述耦合器(13)用于連接在所述阻尼器(121、122)和被測對象(2)之間。

3.根據權利要求2所述的傳感器(1)，其中所述阻尼器(121、122)的厚度小于2mm。

4.根據權利要求2所述的傳感器(1)，其中所述傳感器(1)還包括一個殼體(14)，所述超聲波換能器(111、112)、所述阻尼器(121、122)以及所述耦合器(13)封裝在所述殼體(14)內，所述殼體(14)可通過與被測對象(2)焊接或粘結來將所述傳感器(1)固定到被測對象(2)。

5.根據權利要求4所述的傳感器(1)，其中所述傳感器(1)還包括一個位于所述超聲波換能器(111、112)和所述殼體(14)之間的彈簧(15)。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的傳感器(1)，其中所述傳感器(1)還包括一個可與問答器(18)通信的無線變送器(17)。

7.根據權利要求1所述的傳感器(1)，其中所述超聲波換能器(111、112)為壓電換能器或掠面體波換能器。

8.根據權利要求1所述的傳感器(1)，其中所述超聲波換能器(111、112)為叉指換能器，所述叉指換能器與所述阻尼器(122)形成一個整體。

9.根據權利要求7或8所述的傳感器(1)，其中所述超聲波換能器(111、112)與一個天線(16)連接。

10.根據權利要求1或3所述的傳感器(1)，其中所述阻尼器(121、122)由鈮酸鋰制成。

11.一種測量內部溫度的方法，使用權利要求1至10中任一項所述的傳感器(1)，包括：

步驟1：將所述傳感器(1)固定到被測對象(2)一側的表面；

步驟2：所述傳感器(1)向被測對象(2)發射超聲波(S)；

步驟3：分別計算所述傳感器(1)發射出所述超聲波(S)和接收到所述超聲波(S)在被測對象(2)一側的表面產生的第一反射波(R1)之間的第一時間延遲t_1delay以及所述傳感器(1)發射出所述超聲波(S)和接收到所述超聲波(S)在被測對象(2)另一側的表面產生的第二反射波(R2)之間的第二時間延遲t_2delay；

步驟4：根據所述第一時間遲t_1delay和所述第二時間延遲t_2delay來確定被測對象(2)的內部溫度

12.根據權利要求11所述的方法，其中在步驟4之后還包括：

步驟5：根據所述第一時間延遲t_1delay來確定被測對象(2)的外表面溫度T₁和/或確定被測對象(2)的內表面溫度T₂。

13.根據權利要求11或12所述的方法，其中在步驟1之后和步驟2之前還包括：

步驟21：所述傳感器(1)以無線方式接收信號；以及

在步驟3之后和步驟4之前還包括：

步驟41：所述傳感器(1)以無線方式發送信號。

14.根據權利要求11所述的方法，其中步驟4中被測對象(2)的內部溫度是通過以下式子計算得到的：其中所述超聲波(S)在被測對象(2)中的實際聲速L為被測對象(2)一側的表面至被測對象(2)另一側的表面沿所述超聲波(S)傳播方向上的距離，v₀為所述超聲波(S)在被測對象(2)中的參考聲速，而α₁為被測對象(2)的線性溫度系數。