[发明专利]基于热释电效应的超声无损测温装置在审
| 申请号： | 201810228112.0 | 申请日： | 2018-03-20 |
| 公开（公告）号： | CN108279078A | 公开（公告）日： | 2018-07-13 |
| 发明（设计）人： | 曹永刚;於炜力;陈倩;王月兵 | 申请（专利权）人： | 中国计量大学 |
| 主分类号： | G01K11/22 | 分类号： | G01K11/22;A61B5/01 |
| 代理公司： | 杭州奥创知识产权代理有限公司 33272 | 代理人： | 王佳健 |
| 地址： | 310018 浙江省*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 声波 热释电效应 背衬材料 测温装置 聚焦声束 声功率 超声 相控 无损 聚焦超声换能器 热释电传感器 热释电性能 表面电荷 采集系统 吸声材料 直接传递 逐点扫描 电荷 被测点 测温点 超声波 热释电 散射 透射 测温 透声 吸声 薄膜 消耗 发射 监测 记录 吸收 | ||
1.基于热释电效应的超声无损测温装置，它包括PC机，超声相控阵激励系统，相控聚焦超声换能器，PVDF热释电传感器，水槽和模拟低通滤波器，其特征在于：超声相控阵激励系统输出高压脉冲信号激励相控聚焦超声换能器发射超声声束，对位于水槽内的测温区域进行逐点扫描，经过测温点后聚焦声束发生了散射，然后直达PVDF 热释电传感器；绝大部分声波将会透过PVDF薄膜后进入吸声背衬材料；吸声背衬材料在吸收了声波之后，产生热量，此时具有热释电性能的PVDF薄膜表面会产生表面电荷，PVDF薄膜输出压电信号和热释电信号，经过模拟低通滤波器后只剩下热释电信号传送给PC机进行处理，由此检测到声功率；当介质中某一位置的温度发生变化时，此时介质的声速和声衰减系数也会发生变化；根据检测到的声功率，推算出被测点的温度。
2.根据权利要求1所述的基于热释电效应的超声无损测温装置，其特征在于：所述的超声相控阵激励系统由PC机上的串口助手通过串口通信将阵元的延时数据发给现场可编程逻辑门阵列FPGA，通过现场可编程逻辑门阵列FPGA内部的延时计数器和比较器，产生相应的数字波形信号输出给高压脉冲发射电路，然后高压脉冲发射电路输出高压脉冲信号激励相控聚焦超声换能器发射超声声束。
3.根据权利要求2所述的基于热释电效应的超声无损测温装置，其特征在于：所述的超声相控阵激励系统由64个发射通道构成。
4.根据权利要求2所述的基于热释电效应的超声无损测温装置，其特征在于：所述的串口通信为RS232串口通信。
5.根据权利要求3所述的基于热释电效应的超声无损测温装置，其特征在于：所述的相控聚焦超声换能器具有64个PZT压电陶瓷阵元。
6.根据权利要求1所述的基于热释电效应的超声无损测温装置，其特征在于：所述的PVDF热释电传感器竖直正对相控聚焦超声换能器，且放置在PMMA水槽中。
7.根据权利要求1所述的基于热释电效应的超声无损测温装置，其特征在于：所述的测温区域，测量温度范围为20°C～60°C, 温度测量分辨率达到2°C以内。
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