[發明專利]一種液體溫度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201410086193.7
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103926018A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 劉文斌
• 申請（專利權）人: 劉文斌
• 主分類號: G01K11/22
• 分類號: G01K11/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;李志強

技術領域

本發明涉及液體溫度測量技術，特別是涉及一種通過聲波的液體溫度測量裝置及方法。

背景技術

目前，測量物體溫度的方法主要有以下幾種：第一種是利用感溫元件如溫度傳感器直接與被測物體接觸，通過熱傳遞方式測量物體溫度，這種方式也被稱為接觸式測溫；第二種是非接觸式測溫，利用紅外輻射方式測量物體溫度，紅外輻射測溫原理在于：任何物體的溫度如果超過絕對零度都會不斷地向周圍空間發出紅外輻射能量，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度。

除此之外，在申請號為200710175593.5，發明名稱為“一種用聲波測量溫度的裝置及其方法”的專利文件中，還公開了如下測量介質溫度的技術方案：利用發射傳感器將電信號轉換成聲波信號并發射，聲波信號穿過被測介質，接受傳感器接收穿過被測介質后的聲波信號，并將聲波信號轉換成電信號，時間測量單元通過測量發射傳感器中的電信號和接受傳感器中的電信號的時間差測量聲波傳輸時間，數據處理單元通過聲波傳輸時間計算聲速，然后通過聲速計算被測介質的溫度。

利用感溫元件直接與被測物體接觸，測量被接觸物體的溫度時，熱量傳遞需要花費一定的時間，并且存在熱量的損失，導致測溫響應慢，并且準確度不高。

申請號200710175593.5的專利中，需要利用除被測物體之外的第二方發射傳感器作為聲源，先產生聲波，再讓聲波經過被測物體，根據時間差測量物體溫度，是一種被動式測量方法。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術中測量液體溫存在熱量損失且多為被動式測量的情況，提供一種主動式的液體溫度測量裝置及方法。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種液體溫度測量裝置，所述裝置包括：

聲波檢測模塊，用于采集多種聲波信號，并輸出聲波信號至聲波轉換模塊；

聲波轉換模塊，用于將多種聲波信號轉換為多種數字波形信號，并輸出至聲波處理模塊；

聲波處理模塊，用于根據接收的多種數字波形信號，計算與多種數字波形信號一一對應的多個頻率，并輸出計算結果和數字波形信號至噪聲消除模塊，多個數字波形信號的頻率對應于轉換前多個聲波信號的頻率；

噪聲消除模塊，用于濾除預定頻率范圍外的噪聲信號，并輸出預定頻率范圍內的多個數字波形信號及各個數字波形信號的頻率至聲波分析模塊；

聲波分析模塊，用于接收處于預定頻率范圍內的多個數字波形信號和與之一一對應的頻率，并計算得到多個數字波形信號的振幅；

聲波比對模塊，用于將計算的頻率和振幅與存儲的對應關系表進行比對，得到被測液體的實時溫度。

所述裝置還包括溫度輸出模塊，用于顯示聲波比對模塊得到的被測液體的實時溫度。

所述裝置還包括聲波放大模塊，用于將聲波檢測模塊采集的聲波信號進行放大處理，并將放大后的聲波信號輸出至聲波轉換模塊。

所述多種聲波信號包括噪聲信號和作為聲源的被測液體在預定溫度范圍內產生的子聲波信號。

所述聲波檢測模塊由聲音傳感器組成，聲音傳感器包括兩塊金屬極板，一極板表面涂有駐極體薄膜，駐極體薄膜接地，另一極板接場效應晶體管的柵極上，柵極與源極之間接一個二極管。

所述聲波轉換模塊為AD轉換器。

所述噪聲消除模塊為濾波器。

一種采用上述液體溫度測量裝置檢測液體溫度的方法，包括如下步驟：

S1.聲波檢測模塊采集多種聲波信號，并輸出聲波信號至聲波轉換模塊；

S2.聲波轉換模塊將多種聲波信號轉換為多種數字波形信號，并輸出至聲波處理模塊；

S3.聲波處理模塊根據接收的多種數字波形信號，計算與多種數字波形信號一一對應的多個頻率，并輸出計算結果和數字波形信號至噪聲消除模塊，多個數字波形信號的頻率對應于轉換前多個聲波信號的頻率；

S4.噪聲消除模塊濾除預定頻率范圍外的噪聲信號，并輸出預定頻率范圍內的多個數字波形信號及各個數字波形信號的頻率至聲波分析模塊；

S5.聲波分析模塊接收處于預定頻率范圍內的多個數字波形信號和與之一一對應的頻率，并計算得到多個數字波形信號的振幅；

S6.聲波比對模塊將計算的頻率和振幅與存儲的對應關系表進行比對，得到被測液體的實時溫度。

所述步驟S6之后還包括步驟S7：溫度輸出模塊顯示聲波比對模塊得到的被測液體的實時溫度。