[发明专利]一种试管测温装置

说明书

本发明涉及温度测量领域，特别涉及化学实验用试管内部的温度测量领域。一种试管测温装置，将磁致伸缩传感器置于感应线圈与激励线圈内，向激励线圈输入一定频率范围内的正弦波信号，激励线圈产生交变磁场，磁致伸缩传感器在交变磁场作用下发生振动，感应线圈输出感应电压。通过检测感应线圈感应电压最大值，即可得到磁致伸缩传感器共振频率，通过实验得到试管温度与磁致伸缩传感器共振频率对应曲线。本测温装置中使用的磁致伸缩传感器无源、无线，便于实验人员操作试管，不影响实验的开展。

技术领域

本发明涉及温度测量领域，特别涉及化学实验用试管内部的温度测量领域。

背景技术

在化学实验中通常需要对试管温度进行测量，传统的试管温度检测方法是将温度计置于试管内或者将温度传感器粘贴于试管表面，由实验人员读取温度计数值，需要占用实验人员时间，测量过程随时可能会打断试验，且可能存在温度计数值读取错误。中国专利CN104549595A（一种可测量温度的试管）、CN205684059U（可测温的试管）将温度计放置在试管与外壳之间，需实验人员读取温度计数值。

将温度传感器粘贴于试管表面，温度传感器感应试管温度值通过数据线传输至处理器，处理器接收数据并转换后进行显示，这种方法由于试管壁的影响车辆精度会降低，且采用有源、有线连接方式，试管移动范围受限，不利于实验的开展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种对试管内容测量精度高，移动方便，便于化学实验用试管内部的温度测量的装置。 本发明所采用的技术方案是：一种试管测温装置，包括条状的磁致伸缩传感器（3）、感应线圈（4）、激励线圈（5）、激励信号驱动驱动模块、感应线圈电压检测模块、上位机，磁致伸缩传感器（3）的长度方向平行于试管（1）安装在试管（1）内部，感应线圈（4）和激励线圈（5）套在试管（1）周侧，磁致伸缩传感器（3）处于感应线圈（4）和激励线圈（5）内部，激励信号驱动驱动模块连接激励线圈（5），感应线圈电压检测模块连接感应线圈（4），使用过程中，激励信号驱动驱动模块持续发送递增频率或者递减频率的相同电压的电信号给激励线圈（5），每个频率的信号都为一个周期，完成后再发生下一个频率，激励线圈（5）产生激励磁场，磁致伸缩传感器（3）在激励磁场中发生振动，感应线圈电压检测模块检测感应线圈（4）的电压大小并发送给上位机，上位机检测感应线圈（4）最大电压情况下激励信号驱动驱动模块发送的电信号对应的频率即磁致伸缩传感器的共振频率，在温度测量区间，磁致伸缩传感器的共振频率与其温度成一一对应关系，上位机通过磁致伸缩传感器的共振频率获得磁致伸缩传感器的温度。

该试管测温装置还包括可编程逻辑器件FPGA、无线通信模块，上位机通过无线通信模块给可编程逻辑器件FPGA发送激励正弦波信号频率范围，可编程逻辑器件FPGA根据激励正弦波信号频率范围发送正弦波信号给激励信号驱动驱动模块，激励信号驱动驱动模块发送递增频率或者递减频率的相同电压的正弦波信号给激励线圈（5）。

激励信号驱动驱动模块包括DA转换电路、信号放大电路，激励信号驱动驱动模块将正弦波信号经DA转换与放大后发送给激励线圈（5）。

可编程逻辑器件FPGA连接感应线圈电压检测模块，可编程逻辑器件FPGA在发送正弦波信号给激励信号驱动驱动模块同时通过感应线圈电压检测模块实时获得感应线圈（4）的电压值并将该电压值存储在可编程逻辑器件FPGA的RAM存储器中，可编程逻辑器件FPGA以步进频率增加或者减少发送给激励信号驱动驱动模块的正弦波信号的频率，可编程逻辑器件FPGA在输出正弦波信号由起止频率到终止频率的一个周期内，可编程逻辑器件FPGA获得该周期内RAM存储器中存储电压值的最大值，该最大值对应的正弦波信号频率即为磁致伸缩传感器共振频率。

磁致伸缩传感器（3）固定在试管（1）的底部。

该试管测温装置还包括显示模块，显示模块实时显示共振频率获得磁致伸缩传感器的温度，并传输至上位机。