[發(fā)明專利]基于無線無源聲表面波傳感器的溫度檢測系統(tǒng)及收發(fā)系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810046436.2 | 申請日： | 2018-01-17 |
| 公開（公告）號： | CN108344800B | 公開（公告）日： | 2020-04-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉子赫;金浩;董樹榮;陶翔 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號： | G01N29/036 | 分類號： | G01N29/036;G01N29/12;G01N29/22 |
| 代理公司： | 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224 | 代理人： | 何彬 |
| 地址： | 310013 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 無線 無源 表面波 傳感器 溫度 檢測 系統(tǒng) 收發(fā) | ||
1.一種基于無線無源聲表面波傳感器的溫度檢測系統(tǒng)，包括射頻收發(fā)系統(tǒng)及安置于被測對象處的所述聲表面波傳感器，其特征在于，所述射頻收發(fā)系統(tǒng)包括：
控制單元；
人機交互單元，與所述控制單元通訊連接，用于接收針對檢測控制參數(shù)的設(shè)置輸入及受所述控制單元控制地輸出溫度檢測結(jié)果；
收發(fā)天線，為多頻天線；
發(fā)射鏈路，受控于所述控制單元，沿信號的行進方向，依序包括電連接的射頻信號生成模塊、開關(guān)模塊、頻率適配模塊及功率放大模塊，所述頻率適配模塊可置換，而從多個頻段不同的頻率適配模塊中選擇對應(yīng)頻段的頻率適配模塊接入所述發(fā)射鏈路中，以匹配當(dāng)前聲表面波傳感器；
接收鏈路，受控于所述控制單元，沿信號的行進方向，依序包括電連接的信號放大模塊、濾波模塊及功率檢波模塊，所述濾波模塊可置換, 而從多個頻段不同的濾波模塊中選擇對應(yīng)頻段的濾波模塊進入所述接收鏈路中，以匹配所述當(dāng)前聲表面波傳感器；
選擇開關(guān)單元，用于有選擇地將所述發(fā)射鏈路與所述接收鏈路中的一者與所述收發(fā)天線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于：
所述射頻信號生成模塊包括鎖相環(huán)模塊，所述開關(guān)模塊為單向開關(guān)模塊，所述選擇開關(guān)單元包括單刀雙擲開關(guān)模塊，所述人機交互單元包括觸摸屏，所述信號放大模塊為可變增益放大模塊，所述功率檢波模塊的下游設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述頻率適配模塊與所述濾波模塊均為帶通濾波模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于：
所述檢測控制參數(shù)包括與所述聲表面波傳感器相匹配的問詢射頻信號組參數(shù)及用于表征所述聲表面波傳感器的諧振頻率與環(huán)境溫度間轉(zhuǎn)換關(guān)系的計算式，所述問詢射頻信號組參數(shù)包括射頻信號頻段與信號步長或信號數(shù)量；
所述轉(zhuǎn)換關(guān)系為線性關(guān)系，所述信號步長為等步長。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項權(quán)利要求所述的溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括處理器與存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時能實現(xiàn)以下步驟：
接收步驟，接收通過所述人機交互單元輸入針對所述檢測控制參數(shù)的設(shè)置；
收發(fā)步驟，依據(jù)所述檢測控制參數(shù)，控制所述發(fā)射鏈路通過所述收發(fā)天線發(fā)射一組問詢射頻脈沖，及控制所述接收鏈路通過所述收發(fā)天線接收針對所述一組問詢射頻脈沖反饋的一組響應(yīng)信號；
處理步驟，基于所述一組響應(yīng)信號，獲取所述聲表面波傳感器的諧振頻率；
計算步驟，基于所述處理步驟中獲取的諧振頻率計算出所述被測對象的當(dāng)前溫度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于：
在所述收發(fā)步驟中，所述一組問詢射頻脈沖包括若干頻率漸變且頻率在預(yù)設(shè)射頻信號頻段內(nèi)的射頻脈沖；在接收到針對前一問詢射頻信號的響應(yīng)信號后，再發(fā)射下一問詢脈沖信號；在控制發(fā)射鏈路發(fā)射問詢射頻信號時，控制所述開關(guān)模塊連通并控制所述選擇開關(guān)單元連接所述發(fā)射鏈路與所述收發(fā)天線；在控制接收鏈路接收響應(yīng)信號時，控制所述開關(guān)模塊斷開及控制所述選擇開關(guān)單元連接所述接收鏈路與所述收發(fā)天線；
在所述處理步驟中，獲取由所述功率檢波模塊輸出用于表征響應(yīng)信號幅值的幅值數(shù)據(jù)，以與所述一組問詢射頻脈沖對應(yīng)的幅值數(shù)據(jù)組中最大的幅值數(shù)據(jù)對應(yīng)的問詢射頻信號的頻率為所述聲表面波傳感器的諧振頻率；
在所述處理步驟中，以在發(fā)射一個問詢射頻信號后預(yù)定時長內(nèi)收到的信號為針對該問詢射頻信號的響應(yīng)信號；
在所述計算步驟中，依據(jù)所接收的檢測控制參數(shù)中用于表征所述聲表面波傳感器的諧振頻率與環(huán)境溫度間轉(zhuǎn)換關(guān)系的計算式，利用所述處理步驟獲取的諧振頻率計算所述當(dāng)前溫度值。
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