一种超声波测温装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及温度测量技术领域，尤其为一种超声波测温装置，包括ARM处理器和FPGA芯片，所述ARM处理器多线程联接于FPGA芯片；所述FPGA芯片通过a/d模块驱动连接超声波发生器；至少2组换能器，置于测量对象上或内部，用于驱动连接于换能器、产生探测超声波；信号接收器接收所述探测超声波，并通过高速脉冲计数器产生时间脉冲传送至所述FPGA芯片；至少2组激光器，置于换能器上，与FPGA芯片连接，用于发生探测激光；组探测头接收所述探测激光，并通过d/a模块连接于所述FPGA芯片；LCD显示器，串行联接于所述ARM处理器。本实用新型专利技术，利用超声波具有非侵入性和更快的响应时间的优势，做到了对测量对象温度测量快速、准确度高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波测温装置
本技术涉及温度测量
，具体为一种超声波测温装置。
技术介绍
目前的超声波测温技术主要用于工业生产如发电站、无人资料室、开闭所等，超声波测温技术具有非接触、对测量对象无干扰等优点，能够实现温度的在线监测，且超声波具有非侵入性和更快的响应时间的优势。如授权公告号CN203732175U的一种超声波测温仪，包括超声波发射模块、超声波接收模块、数据处理模块、温度显示模块、4.5V稳压电源和超声波反射面。上述方案通过系统中断服务程序测出的超声波传输时间计算推导出区域的温度，利用声速和空气温度的关系来测量区域内的平均气温，测量半径相对较大，同时综合考虑声速与空气湿度的关系，并对声速—温度的关系进行修正，测量分辨率可提高到0.01℃，本技术应用市场广阔，尤其在气象(流动气体观测)、密闭装置温度测量领域能发挥一定的作用。然而还存在：采用超声波发射、接收模块一对一处理方式，速率较慢，且测量处理后再与温度光感器比较的方式，引入温度传感器测量，不能实现超声波测量自身测量精度的调整问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种超声波测温装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。所述超声波测温装置具有利用超声波具有非侵入性和更快的响应时间的优势，做到了对测量对象温度测量快速、准确度高的特点。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种超声波测温装置，包括ARM处理器和FPGA芯片，所述ARM处理器多线程联接于FPGA芯片；所述FPGA芯片通过a/d模块驱动连接超声波发生器；至少2组换能器，置于测量对象上或内部，用于驱动连接于换能器、产生探测超声波；信号接收器接收所述探测超声波，并通过高速脉冲计数器产生时间脉冲传送至所述FPGA芯片；至少2组激光器，置于换能器上，与FPGA芯片连接，用于发生探测激光；组探测头接收所述探测激光，并通过d/a模块连接于所述FPGA芯片；LCD显示器，串行联接于所述ARM处理器。优选的，所述ARM处理器采用ARM9TDMI芯片及其外围电路组成的最小系统。优选的，所述FPGA芯片型号为spartan3在BGA456封装3S200。优选的，所述信号接收器与所述探测头置于一体，其置于一体后位于两组所述换能器、激光器之间。优选的，所述信号接收器与所述探测头置于一体，其位于所述换能器、激光器的相对面。优选的，还包括微机和电源，与所述ARM处理器多线程联接。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)采用同一超声波发生器同源避免测量误差，驱动至少2组换能器、激光器与信号接收器、探测头相互配合工作，既能对测量对象温度分段测量，取得较准确的数据，还能根据测量组数据作出温度分布曲线，方便对监控；(2)能连续测量，FPGA芯片与ARM处理器数据交换，根据测量结果，利用微机调整、控制工作其参数进行变量，使测量数据准确、精确度高。附图说明图1为本技术结构示意图。图2为本技术另一实施例结构示意图。图中：1ARM处理器、2FPGA芯片、3a/d模块、4超声波发生器、5换能器、6信号接收器、7激光器、8探测头、9高速脉冲计数器Ⅰ、10高速脉冲计数器Ⅱ、11d/a模块Ⅰ、12d/a模块Ⅱ、13LCD显示器、14微机、15测量对象。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1：请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种超声波测温装置，包括ARM处理器1和FPGA芯片2；所述ARM处理器1多线程联接于FPGA芯片2；所述FPGA芯片2通过a/d模块3驱动连接超声波发生器4；至少2组换能器5，置于测量对象15上或内部，用于驱动连接于换能器5、产生探测超声波；信号接收器6接收所述探测超声波，并通过高速脉冲计数器产生时间脉冲传送至所述FPGA芯片2；至少2组激光器7，置于换能器5上，与FPGA芯片2连接，用于发生探测激光；组探测头8接收所述探测激光，并通过a/d模块连接于所述FPGA芯片2；LCD显示器13，串行联接于所述ARM处理器1；还包括微机14和电源，与所述ARM处理器1多线程联接，实现通讯，微机14为工业计算机，通过键盘输入数据，方便对ARM处理器1进行编程、调整参数，进而使整个装置更好的运行，电源为整个装置提供电能，保证正常工作；所述信号接收器6与所述探测头8置于一体，其置于一体后位于两组所述换能器5、激光器7之间；所述ARM处理器1采用ARM9TDMI芯片及其外围电路组成的最小系统，启动系统终端外部服务程序；所述FPGA芯片2型号为spartan3在BGA456封装3S200；ARM9TDMI芯片控制FPGA芯片2开启超声波发生器4的信号，信号通过以AD7705为控制核心的a/d模块3转换成数字量使超声波发生器4驱动换能器5发送40kHz探测超声波，3S200具备非常好的扩展性，可以不断地增加新的功能或者提高性能，而不需要修改电路板的设计文件，保证了其处处信号接收器6和组探测头8反馈的信号，LCD显示器13采用HD44780型TFT-LCD屏，用来显示处理的温度信息以及其他信息。将两组信号接收器6和组探测头8置于一起，然后放在两组置于一起激光器7和换能器5之间，再一起放在测量对象15上或内部，完毕后，使ARM处理器1发送打开超声波发生器4指令给FPGA芯片2，FPGA芯片2触发模拟信号，通过TLC5510的a/d模块3转换，经过74LS04功率放大，使超声波发生器4工作驱动换两组能器5发出探测超声波、激光器7发射探测激光，采用He-Ne激光器发射0.6328μm的激光，两组信号接收器6均接收发出的探测超声波，通过西门子FM-450高速脉冲计数器Ⅰ9、速脉冲计数器Ⅱ10产生脉冲，记录到FPGA芯片2，系统软件进行处理，得到脉冲间隔(时间)记为t1、t2，两组探测头8，APD阵列，将收集的激光经过AD7520的d/a模块Ⅰ11、d/a模块Ⅱ12转换由FPGA芯片2，系统软件进行处理，记录期间距离L1，L2(图中虚线表示)，根据超声波的传播速度(c)与温度(T)的关系为c＝331.5+0.6T可得出：由①式和②式即可得出温度(T)，即得出精确度较高的结果。实施例2：请参阅图2，与实施例1不同的是：所述信号接收器6与所述探测头8置于一体，其位于所述换能器5、激光器7的相对面；即：将所述信号接收器6和所述探测头8作为一个整体放置在测量对象15上或内部的一端，换能器5、激光器7作为一个整体，放置在相对的另一端(然后反向同样设置一组，故略去不赘述)，此时，同样ARM处理器1发送打开超声波发生器4指令给FPGA芯片2，FPGA芯片2触发模拟信号，通过a/d模块3转换，经过74LS04功率放大，使超声波发生器4工作驱动换两组能器5发出探测超声波、激光器7发射探测激光，两组信号接收器6均接收发出的探测超声波，高速脉冲计数器Ⅰ9、速脉冲计数器Ⅱ10产生脉冲，记录到FPGA芯片2，得到脉冲间隔(时间)记为t3，t4，两组探测头8，将收集的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波测温装置，包括ARM处理器(1)和FPGA芯片(2)，其特征在于：所述ARM处理器(1)多线程联接于FPGA芯片(2)；所述FPGA芯片(2)通过a/d模块(3)驱动连接超声波发生器(4)；至少2组换能器(5)，置于测量对象(15)上或内部，用于驱动连接于换能器(5)、产生探测超声波；信号接收器(6)接收所述探测超声波，并通过高速脉冲计数器产生时间脉冲传送至所述FPGA芯片(2)；至少2组激光器(7)，置于换能器(5)上，与FPGA芯片(2)连接，用于发生探测激光；组探测头(8)接收所述探测激光，并通过d/a模块连接于所述FPGA芯片(2)；LCD显示器(13)，串行联接于所述ARM处理器(1)。

【技术特征摘要】
1.一种超声波测温装置，包括ARM处理器(1)和FPGA芯片(2)，其特征在于：所述ARM处理器(1)多线程联接于FPGA芯片(2)；所述FPGA芯片(2)通过a/d模块(3)驱动连接超声波发生器(4)；至少2组换能器(5)，置于测量对象(15)上或内部，用于驱动连接于换能器(5)、产生探测超声波；信号接收器(6)接收所述探测超声波，并通过高速脉冲计数器产生时间脉冲传送至所述FPGA芯片(2)；至少2组激光器(7)，置于换能器(5)上，与FPGA芯片(2)连接，用于发生探测激光；组探测头(8)接收所述探测激光，并通过d/a模块连接于所述FPGA芯片(2)；LCD显示器(13)，串行联接于所述ARM处理器(1)。2.根据权利要求1所述的一种超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海清，
申请(专利权)人：安徽科盟电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34