精密超聲波溫度測量儀的研究.pdf

1、當(dāng)前主要的溫度傳感器,如熱電偶等技術(shù)已經(jīng)成熟,但只能用在傳統(tǒng)的場合,在許多高科技領(lǐng)域的應(yīng)用中仍然受到限制。目前各國都在有針對性地競爭開發(fā)各種新型溫度傳感器及特殊實用的溫度測量技術(shù),而超聲波溫度傳感器就是其中的一個重要發(fā)展方向。
　　超聲波溫度測量儀的物理基礎(chǔ)是基于氣、液、固三態(tài)媒質(zhì)中溫度與聲速的關(guān)系。在許多固體與液體中聲速一般隨溫度的變換而變化,在高溫時固體中的聲速變化率最大,而在低溫時氣體中的聲速變化率最大。本文利用該特點,設(shè)計

2、了超聲波溫度傳感器,當(dāng)把溫度傳感器放入需要測量的環(huán)境中或溫度傳感器管體內(nèi)部溫度與環(huán)境溫度達(dá)到熱平衡時,便可以利用超聲波傳播速度與溫度的關(guān)系進(jìn)行溫度測量。該溫度傳感器包含了超聲波換能器、管體,以及在管體中被密封的傳播介質(zhì)3部分組成。測量中根據(jù)超聲波波速與在管體里的介質(zhì)中的溫度之間的關(guān)系,可以對溫度進(jìn)行測量。
　　測量儀的信號處理部分是以FPGA為核心,在FPGA上采用精確控制算法和優(yōu)化的采集算法,能準(zhǔn)確地采集到有效的超聲波信號,為超