[發明專利]一種利用CT測量物體內部溫度的方法

有效

• 申請號: 201410340178.0
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104089722B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 宋曉燕;劉寶林;劉洋
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01K11/30
• 分類號: G01K11/30
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種溫度測量技術，特別涉及一種利用CT測量物體內部溫度的方法。

背景技術

溫度測量是目前任何工業和科研上不可缺少的一種重要手段。通過測量物體的溫度，我們可以直接或間接的獲取其它重要的信息。在醫學方面，我們通過測量體溫可以判斷一個人的健康情況；在制藥過程中，高精度控制溫度是制取高質量藥品的重要保障；在航天上，把航天器的溫度控制在一定范圍內是整個航天項目的最重要任務之一。雖然目前的測溫技術已經非常的成熟，例如熱電偶、熱電阻、紅外熱成像等技術都可以精確地測量物體的溫度，但是他們也有自身的局限性。例如，熱電偶和熱電阻在測溫時必須與被測物體接觸，如果需要測量物體內部溫度不可不插入物體，這樣就會破壞物體的自身結構。而紅外熱成像無法獲取物體內部的溫度，因為它只能感知到物體表面發射的紅外線強度。因此，目前的測溫技術還有很多無法實現的功能。例如，如果正處于發酵過程中的物料一直在蠕動或被攪拌，我們便無法監測到內部的發熱情況；在研究人體對食物的消化功能時，我們也無法獲取胃和腸道內的產熱量。

發明內容

本發明是針對物體內部的溫度無法監測的問題，提出了一種利用CT測量物體內部溫度的方法，利用CT的無介入掃描功能實現對物體溫度的3D立體掃描，可以在無介入的條件下測量物體內部的三維溫度分布。

本發明的技術方案為：一種利用CT測量物體內部溫度的方法，具體包括如下步驟：

1）將標定過密度與溫度之間的關系的熱敏材料制成微膠囊，然后將包有熱敏材料的微膠囊均勻混入被測物體；

2）CT掃描正在處理或者已經被處理過的含有熱敏材料的微膠囊的物體,從而獲得物體內部微膠囊內熱敏材料的密度變化率；

3）通過對比標定過的微膠囊內熱敏材料的密度以及被掃描時微膠囊內熱敏材料的密度，換算出被測時刻物體內部的溫度值。

所述微膠囊內熱敏材料占據微膠囊外殼的內部空間的比例根據測量溫度范圍設定。所述微膠囊外殼測試過程中不變形，保證微膠囊內熱敏材料占據微膠囊外殼的內部空間的比例。

所述微膠囊外殼的尺寸大于CT的最小分辨率。

所述微膠囊外殼材質與被測物體不發生化學反應。

本發明的有益效果在于：本發明利用CT測量物體內部溫度的方法，在測量時無需將刺破物體；可以獲得物體內部多個點數的溫度值，甚至是3D溫度圖；被測物體不局限于靜止狀態。

具體實施方式

本發明的全部工作過程及原理如下：

1、選擇熱敏材料，并建立熱敏材料的密度與溫度之間的關系；

2、將熱敏材料制成內部非完全充滿（充滿程度取決于測量范圍）的微膠囊，其中，外殼必須使用高強度和高化學惰性的材料制成，即微膠囊外殼需要有足夠大的楊氏模量，以抵抗外界壓力所帶來的形變，微膠囊外殼不能與被測物體發生任何化學反應；

3、將微膠囊均勻混入被測物體中；

4、進入物料的正常加工或者處理過程；

5、使CT按照預設程序掃描含有微膠囊的物體，微膠囊外殼的尺寸需要大于CT的最小分辨率；?

6、將CT得到的微膠囊內部的熱敏材料的密度變化值反饋給后處理軟件，根據步驟1所獲得的關系式輸出實際被測點的溫度值。