[发明专利]一种传感器以及用其测量内部温度的方法

权利要求书

1.一种传感器(1)，包括一个超声波换能器(111、112)和一个阻尼器(121、122)，其中所述阻尼器(121、122)用于连接在所述超声波换能器(111、112)和被测对象(2)之间，所述超声波换能器(111、112)借助所述阻尼器(121、122)向被测对象(2)发射超声波(S)并接收所述超声波(S)的反射波(R1、R2)。

2.根据权利要求1所述的传感器(1)，其中所述传感器(1)还包括一个耦合器(13)，所述耦合器(13)用于连接在所述阻尼器(121、122)和被测对象(2)之间。

3.根据权利要求2所述的传感器(1)，其中所述阻尼器(121、122)的厚度小于2mm。

4.根据权利要求2所述的传感器(1)，其中所述传感器(1)还包括一个壳体(14)，所述超声波换能器(111、112)、所述阻尼器(121、122)以及所述耦合器(13)封装在所述壳体(14)内，所述壳体(14)可通过与被测对象(2)焊接或粘结来将所述传感器(1)固定到被测对象(2)。

5.根据权利要求4所述的传感器(1)，其中所述传感器(1)还包括一个位于所述超声波换能器(111、112)和所述壳体(14)之间的弹簧(15)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器(1)，其中所述传感器(1)还包括一个可与问答器(18)通信的无线变送器(17)。

7.根据权利要求1所述的传感器(1)，其中所述超声波换能器(111、112)为压电换能器或掠面体波换能器。

8.根据权利要求1所述的传感器(1)，其中所述超声波换能器(111、112)为叉指换能器，所述叉指换能器与所述阻尼器(122)形成一个整体。

9.根据权利要求7或8所述的传感器(1)，其中所述超声波换能器(111、112)与一个天线(16)连接。

10.根据权利要求1或3所述的传感器(1)，其中所述阻尼器(121、122)由铌酸锂制成。

11.一种测量内部温度的方法，使用权利要求1至10中任一项所述的传感器(1)，包括：

步骤1：将所述传感器(1)固定到被测对象(2)一侧的表面；

步骤2：所述传感器(1)向被测对象(2)发射超声波(S)；

步骤3：分别计算所述传感器(1)发射出所述超声波(S)和接收到所述超声波(S)在被测对象(2)一侧的表面产生的第一反射波(R1)之间的第一时间延迟t_1delay以及所述传感器(1)发射出所述超声波(S)和接收到所述超声波(S)在被测对象(2)另一侧的表面产生的第二反射波(R2)之间的第二时间延迟t_2delay；

步骤4：根据所述第一时间迟t_1delay和所述第二时间延迟t_2delay来确定被测对象(2)的内部温度

12.根据权利要求11所述的方法，其中在步骤4之后还包括：

步骤5：根据所述第一时间延迟t_1delay来确定被测对象(2)的外表面温度T₁和/或确定被测对象(2)的内表面温度T₂。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中在步骤1之后和步骤2之前还包括：

步骤21：所述传感器(1)以无线方式接收信号；以及

在步骤3之后和步骤4之前还包括：

步骤41：所述传感器(1)以无线方式发送信号。

14.根据权利要求11所述的方法，其中步骤4中被测对象(2)的内部温度是通过以下式子计算得到的：其中所述超声波(S)在被测对象(2)中的实际声速L为被测对象(2)一侧的表面至被测对象(2)另一侧的表面沿所述超声波(S)传播方向上的距离，v₀为所述超声波(S)在被测对象(2)中的参考声速，而α₁为被测对象(2)的线性温度系数。