[发明专利]一种液体温度测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体温度测量技术，特别是涉及一种通过声波的液体温度测量装置及方法。

背景技术

目前，测量物体温度的方法主要有以下几种：第一种是利用感温元件如温度传感器直接与被测物体接触，通过热传递方式测量物体温度，这种方式也被称为接触式测温；第二种是非接触式测温，利用红外辐射方式测量物体温度，红外辐射测温原理在于：任何物体的温度如果超过绝对零度都会不断地向周围空间发出红外辐射能量，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度。

除此之外，在申请号为200710175593.5，发明名称为“一种用声波测量温度的装置及其方法”的专利文件中，还公开了如下测量介质温度的技术方案：利用发射传感器将电信号转换成声波信号并发射，声波信号穿过被测介质，接受传感器接收穿过被测介质后的声波信号，并将声波信号转换成电信号，时间测量单元通过测量发射传感器中的电信号和接受传感器中的电信号的时间差测量声波传输时间，数据处理单元通过声波传输时间计算声速，然后通过声速计算被测介质的温度。

利用感温元件直接与被测物体接触，测量被接触物体的温度时，热量传递需要花费一定的时间，并且存在热量的损失，导致测温响应慢，并且准确度不高。

申请号200710175593.5的专利中，需要利用除被测物体之外的第二方发射传感器作为声源，先产生声波，再让声波经过被测物体，根据时间差测量物体温度，是一种被动式测量方法。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中测量液体温存在热量损失且多为被动式测量的情况，提供一种主动式的液体温度测量装置及方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种液体温度测量装置，所述装置包括：

声波检测模块，用于采集多种声波信号，并输出声波信号至声波转换模块；

声波转换模块，用于将多种声波信号转换为多种数字波形信号，并输出至声波处理模块；

声波处理模块，用于根据接收的多种数字波形信号，计算与多种数字波形信号一一对应的多个频率，并输出计算结果和数字波形信号至噪声消除模块，多个数字波形信号的频率对应于转换前多个声波信号的频率；

噪声消除模块，用于滤除预定频率范围外的噪声信号，并输出预定频率范围内的多个数字波形信号及各个数字波形信号的频率至声波分析模块；

声波分析模块，用于接收处于预定频率范围内的多个数字波形信号和与之一一对应的频率，并计算得到多个数字波形信号的振幅；

声波比对模块，用于将计算的频率和振幅与存储的对应关系表进行比对，得到被测液体的实时温度。

所述装置还包括温度输出模块，用于显示声波比对模块得到的被测液体的实时温度。

所述装置还包括声波放大模块，用于将声波检测模块采集的声波信号进行放大处理，并将放大后的声波信号输出至声波转换模块。

所述多种声波信号包括噪声信号和作为声源的被测液体在预定温度范围内产生的子声波信号。

所述声波检测模块由声音传感器组成，声音传感器包括两块金属极板，一极板表面涂有驻极体薄膜，驻极体薄膜接地，另一极板接场效应晶体管的栅极上，栅极与源极之间接一个二极管。

所述声波转换模块为AD转换器。

所述噪声消除模块为滤波器。

一种采用上述液体温度测量装置检测液体温度的方法，包括如下步骤：

S1.声波检测模块采集多种声波信号，并输出声波信号至声波转换模块；

S2.声波转换模块将多种声波信号转换为多种数字波形信号，并输出至声波处理模块；

S3.声波处理模块根据接收的多种数字波形信号，计算与多种数字波形信号一一对应的多个频率，并输出计算结果和数字波形信号至噪声消除模块，多个数字波形信号的频率对应于转换前多个声波信号的频率；

S4.噪声消除模块滤除预定频率范围外的噪声信号，并输出预定频率范围内的多个数字波形信号及各个数字波形信号的频率至声波分析模块；

S5.声波分析模块接收处于预定频率范围内的多个数字波形信号和与之一一对应的频率，并计算得到多个数字波形信号的振幅；

S6.声波比对模块将计算的频率和振幅与存储的对应关系表进行比对，得到被测液体的实时温度。

所述步骤S6之后还包括步骤S7：温度输出模块显示声波比对模块得到的被测液体的实时温度。