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一、技術(shù)參數(shù)

二、產(chǎn)品概述

    超聲測溫是一種新的測溫技術(shù)，日益受到重視和采用。例如：在低溫測量方面，已把超聲測溫計作為2～20K溫度范圍內(nèi)的基準(zhǔn)計溫方法；在高溫或高壓氣體測溫方面，超聲溫度計具有反應(yīng)迅速的特點，已經(jīng)用來對汽輪機(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)行測量，甚至對高達(dá)17000℃熱核等離子區(qū)的溫度進(jìn)行測量；在氣壓低達(dá)0.0001 atm的高空，使用超聲測溫，便于遙測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)行溫度精確的測量。
    超聲測溫大多數(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，固體則在高溫時聲速變化率最大。
    在實際測試中，根據(jù)測試介質(zhì)的不同、環(huán)境條件的不同以及測溫范圍的不同，發(fā)展了一些具體的超聲溫度計。比如超聲氣溫計、測量低溫的電聲氣體溫度計和干涉儀式超聲溫度計、石英溫度計、細(xì)線敏感元件的超聲溫度計等。

三、超聲波測溫開發(fā)板介紹

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

超聲波測溫開發(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寫。
超聲波測溫開發(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)境中無腐蝕性液體、蒸汽或者氣體。        

四、超聲波測溫原理

    聲波在氣體中的傳播速度是介質(zhì)溫度的單值函數(shù)，國外學(xué)者則稱這種方法為Acoustic travel time tomography。目前所見到的測量系統(tǒng)和裝置多應(yīng)用于氣體介質(zhì)中，即聲波直接在需測溫度的氣體中傳播。它是一種溫度場的直接測量方法。在理想氣體介質(zhì)中，聲速與介質(zhì)絕對溫度的平方根成正比。聲波直接在被測氣體介質(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間（travel time）τ是可以測量的，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。在待測溫度區(qū)域的斷面四周安裝若干個聲波發(fā)射/接收傳感器，形成多條聲學(xué)路徑，同時將溫度場進(jìn)行合理的劃分，測出每條路徑上的聲波平均傳播時間，經(jīng)重建算法，便可以得到該斷面上溫度場的分布情況。
   一種傳感器的典型布設(shè)及溫度場的劃分方式如下圖所示。在圖中，將該斷面上的溫度場平均分為16個小區(qū)域，在斷面的四周安裝了8個聲波發(fā)射/接收傳感器，這樣，共形成了24條獨立的聲發(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，在一個檢測周期內(nèi)順序啟閉各個聲波發(fā)射/接收傳感器，得到一組聲波傳播時間值，經(jīng)一次重建算法，便可以重建出溫度場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