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一、技術(shù)參數(shù)

二、產(chǎn)品概述

    超聲測(cè)溫是一種新的測(cè)溫技術(shù)，日益受到重視和采用。例如：在低溫測(cè)量方面，已把超聲測(cè)溫計(jì)作為2～20K溫度范圍內(nèi)的基準(zhǔn)計(jì)溫方法；在高溫或高壓氣體測(cè)溫方面，超聲溫度計(jì)具有反應(yīng)迅速的特點(diǎn)，已經(jīng)用來(lái)對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)氣、火箭排氣和氣缸中燃燒氣體等高達(dá)2000℃左右的溫度進(jìn)行測(cè)量，甚至對(duì)高達(dá)17000℃熱核等離子區(qū)的溫度進(jìn)行測(cè)量；在氣壓低達(dá)0.0001 atm的高空，使用超聲測(cè)溫，便于遙測(cè)又不受輻射熱的影響；在熔融液（如鋼水）中可在幾百度到兩千度內(nèi)進(jìn)行不接觸的超聲測(cè)溫；此外，還可以在海水、快速反應(yīng)堆中用超聲進(jìn)行溫度精確的測(cè)量。
    超聲測(cè)溫大多數(shù)是以氣、液、固三態(tài)介質(zhì)中溫度和聲速的相關(guān)性為理論基礎(chǔ)的。理想氣體的聲速與絕對(duì)溫度的平方根成正比，許多固體和液體的聲速一般隨溫度增高而降低。氣體的聲速變化率在低溫時(shí)最大，大多數(shù)液體的聲速變化率基本上不隨溫度而變，固體則在高溫時(shí)聲速變化率最大。
    在實(shí)際測(cè)試中，根據(jù)測(cè)試介質(zhì)的不同、環(huán)境條件的不同以及測(cè)溫范圍的不同，發(fā)展了一些具體的超聲溫度計(jì)。比如超聲氣溫計(jì)、測(cè)量低溫的電聲氣體溫度計(jì)和干涉儀式超聲溫度計(jì)、石英溫度計(jì)、細(xì)線敏感元件的超聲溫度計(jì)等。

三、超聲波測(cè)溫開發(fā)板介紹

超聲波測(cè)溫開發(fā)板由一塊主板和兩個(gè)超聲波換能器組成，超聲波換能器是對(duì)射式的，一個(gè)發(fā)射一個(gè)接收，兩個(gè)換能器之間的距離可以在1米～15米之間。

超聲波測(cè)溫開發(fā)板上已經(jīng)做好發(fā)射電路和接收電路，還有液晶屏，232接口等，軟件部分需要自己來(lái)寫。
超聲波測(cè)溫開發(fā)板供電電源是24VDC。工作環(huán)境溫度：-10～60℃；工作環(huán)境壓力：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

工作環(huán)境濕度：≤90%RH非凝結(jié)。工作環(huán)境中無(wú)腐蝕性液體、蒸汽或者氣體。        

四、超聲波測(cè)溫原理

    聲波在氣體中的傳播速度是介質(zhì)溫度的單值函數(shù)，國(guó)外學(xué)者則稱這種方法為Acoustic travel time tomography。目前所見到的測(cè)量系統(tǒng)和裝置多應(yīng)用于氣體介質(zhì)中，即聲波直接在需測(cè)溫度的氣體中傳播。它是一種溫度場(chǎng)的直接測(cè)量方法。在理想氣體介質(zhì)中，聲速與介質(zhì)絕對(duì)溫度的平方根成正比。聲波直接在被測(cè)氣體介質(zhì)中傳播，要將用以發(fā)射和接收聲波的傳感器置于未知溫度的區(qū)域中，在聲波發(fā)射和接收裝置之間形成一條聲學(xué)路徑。由于兩點(diǎn)之間的距離為已知的固定常數(shù)d，而聲波在該條路徑上的傳播時(shí)間（travel time）τ是可以測(cè)量的，這樣就可以得到聲波在該條聲學(xué)路徑上的平均速度：c =d/τ。

   已知聲速與介質(zhì)的絕對(duì)溫度之間的關(guān)系滿足關(guān)系式，因此在獲得一條聲波路徑上的平均速度c之后，

就可以求出該路徑上介質(zhì)的平均溫度。在待測(cè)溫度區(qū)域的斷面四周安裝若干個(gè)聲波發(fā)射/接收傳感器，形成多條聲學(xué)路徑，同時(shí)將溫度場(chǎng)進(jìn)行合理的劃分，測(cè)出每條路徑上的聲波平均傳播時(shí)間，經(jīng)重建算法，便可以得到該斷面上溫度場(chǎng)的分布情況。
   一種傳感器的典型布設(shè)及溫度場(chǎng)的劃分方式如下圖所示。在圖中，將該斷面上的溫度場(chǎng)平均分為16個(gè)小區(qū)域，在斷面的四周安裝了8個(gè)聲波發(fā)射/接收傳感器，這樣，共形成了24條獨(dú)立的聲發(fā)射-接收路徑（除去本身及同側(cè)的接收單元）。按照設(shè)定的程序，在一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)順序啟閉各個(gè)聲波發(fā)射/接收傳感器，得到一組聲波傳播時(shí)間值，經(jīng)一次重建算法，便可以重建出溫度場(chǎng)斷面上的溫度分布以及某一條聲波路徑上介質(zhì)的平均溫度和某一區(qū)域介質(zhì)中的平均溫度等。

五、開發(fā)板使用說明