一种基于超声技术的气体温度测量系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于超声技术的气体温度测量系统，属于测量和处理技术领域，包括数据收集模块、数据处理模块、数据显示模块、数据传输模块，数据收集模块，用于发射与接收超声波信号并且测量出超声波传输速率数据信息，通过无线通信将超声波传输速率数据信息发送至数据处理模块；数据处理模块，用于将超声波传输速率数据信息通过计算转换成气体温度数据信息，通过无线通信将气体温度数据信息发送至数据显示模块；数据显示模块，用于显示气体温度数据信息；数据传输模块，用于将气体温度数据信息传输至外部APP端。本实用新型专利技术具有反应灵敏，操作便捷，范围广，精度高，功耗低，实用性强，性价比高等优点。

A gas temperature measuring system based on Ultrasonic Technology

The utility model relates to a gas temperature measurement system based on ultrasonic technology, belonging to the technical field of measurement and processing, including data collection module, data processing module, data display module, data transmission module and data collection module, which are used for transmitting and receiving ultrasonic signals and measuring the transmission rate of ultrasonic waves. According to the information, the data information of the ultrasonic transmission rate is transmitted to the data processing module through wireless communication; the data processing module is used to convert the data information of the ultrasonic transmission rate into the gas temperature data information through calculation, and the gas temperature data information is transmitted to the data display module through wireless communication; and the data display module is used to display the data. Block for displaying gas temperature data information; data transmission module for transmitting gas temperature data information to external APP terminal. The utility model has the advantages of sensitive response, convenient operation, wide range, high accuracy, low power consumption, strong practicability and high cost performance ratio.

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声技术的气体温度测量系统
本技术涉及一种基于超声技术的气体温度测量系统，属于测量和处理

技术介绍
随着时代的不断进步，人们生活的节拍时时地加速，对生活的要求也不断地提高，为了与时俱进的追求更美好舒适的生活质量，人们对在生活中各种实用技术的加强与改进也越来越重视。当然，测温技术也不例外，更多的测温方法以及测温效率的高低也越来越受到人们的关注。近年来，我国的航空产业，轮船产业以及汽车产业都在迅速发展，人们越来越关注对内燃机、发动机等密闭空间气体的研究，并且这些领域上密闭空间的气体温度的精确测量方法一直是个难题。传统温度测量系统难以实现对高温气体快速准确的测量，需要解决实现密闭空间高温气体温度测量的难题，可以满足如今航空，轮船，汽车等工业对于密闭空间气体温度测量的需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是实现密闭空间高温气体温度测量的难题，提出了一种基于超声技术的气体温度测量系统，能够有效的起到反应灵敏，操作便捷，范围广，精度高，功耗低，实用性强，性价比高的作用。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本技术提出一种基于超声技术的气体温度测量系统，包括数据收集模块、数据处理模块、数据显示模块、数据传输模块；其中，所述数据收集模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块的输出端分别与数据显示模块的输入端、数据传输模块的输入端连接；所述数据收集模块，用于发射与接收超声波信号并且测量出超声波传输速率数据信息，通过无线通信将超声波传输速率数据信息发送至数据处理模块；所述数据处理模块，用于将超声波传输速率数据信息通过计算转换成气体温度数据信息，通过无线通信将气体温度数据信息发送至数据显示模块、数据传输模块；所述数据显示模块，用于显示气体温度数据信息；所述数据传输模块，用于将气体温度数据信息传输至外部APP端。进一步，作为本技术的优化方案，所述数据收集模块包括超声波测距模块、第一无线通信模块，所述超声波测距模块包括超声波传感器、超声波测距装置，所述超声波传感器用于发射与接收超声波信号，所述超声波测距装置用于测量出超声波传输速率数据信息，所述第一无线通信模块用于将超声波传输速率数据信息传输至数据处理模块。进一步，作为本技术的优化方案，所述数据处理模块包括微控制器、第二无线通信模块，所述微控制器用于将超声波传输速率数据信息通过计算转换成气体温度数据信息，所述第二无线通信模块用于将气体温度数据信息发送至数据显示模块、数据传输模块。进一步，作为本技术的优化方案，所述数据显示模块为OLED显示屏。进一步，作为本技术的优化方案，所述数据传输模块为蓝牙模块，所述蓝牙模块用于将气体温度数据信息传输至外部APP端。进一步，作为本技术的优化方案，所述超声波传感器为TCT40-16T/R1压电陶瓷超声波传感器。进一步，作为本技术的优化方案，所述超声波测距装置为HC-SR04+超声波测距装置。进一步，作为本技术的优化方案，所述微控制器为STM32型号的控制器。进一步，作为本技术的优化方案，所述蓝牙模块为HC-05型号的蓝牙装置。本技术采用以上技术手段，具有以下技术效果：本技术具有反应灵敏，操作便捷，范围广，精度高，功耗低，实用性强，性价比高等优点。附图说明图1为本技术的系统结构图；图2为本技术的温差变化以及对应超声波传输时间的折线图。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，本技术提出了一种基于超声技术的气体温度测量系统，包括数据收集模块、数据处理模块、数据显示模块、数据传输模块；其中，数据收集模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，数据处理模块的输出端分别与数据显示模块的输入端、数据传输模块的输入端连接；数据收集模块，用于发射与接收超声波信号并且测量出超声波传输速率数据信息，通过无线通信将超声波传输速率数据信息发送至数据处理模块。数据收集模块包括超声波测距模块、第一无线通信模块，超声波测距模块包括超声波传感器、超声波测距装置，超声波传感器用于发射与接收超声波信号，超声波测距装置用于测量出超声波传输速率数据信息，第一无线通信模块用于将超声波传输速率数据信息传输至数据处理模块。数据收集模块采用TCT40-16T/R1压电陶瓷超声传感器探测声波信号的发射与接收，采用的测距装置是HC-SR04+超声波测距系列。测量一段已知的固定长度的距离,并测量出超声波信号在发射过后碰到障碍物并返回，随后接收模块所接收其反射信号，在该过程中所经历的时间值,根据所测出的发射模块到接收模块之间的时间差以及发射点到接收点之间的固定长度距离值来计算出超声波在高温状态下的传输速率，已知理想气体中的超声波的发射速率与气体开尔文的平方根成正比，测得超声波在特定气体内的传输速率V。数据处理模块，包括STM32型号的微控制器和无线通信模块，用于将超声波传输速率数据信息通过计算转换成气体温度数据信息，利用公式，其中V表示超声波传输的速率m/s，γ表示气体绝热系数（恒压下的比热与恒定体积的比热之比），R表示理想的气体常数：8.314J/(molK)，m表示气体摩尔量kg/mol，T表示气体绝对温度，对于特定的气体而言,γR/m为一常数，因此只需测得超声波在特定气体内的传播速率V，随后根据公式即可得出密闭空间内的气体温度值T。STM32型号的微控制器通过无线通信将气体温度数据信息发送至数据显示模块、数据传输模块。数据显示模块，用于显示气体温度数据信息，数据显示模块为OLED显示屏，OLED显示屏属于有机电激发光器件，相比于其他的显示模块，OLED显示器具备自身发光的特点，它不需借助背光板即可产光，因此其厚度可做到极薄，这是它优于其他显示模块的最大特点之一。另外，OLED显示器还具备反应快速灵敏，可视范围宽广，适用范围广阔，结构构造简单，对比度相对较高以及可用于曲面屏。数据传输模块，用于将气体温度数据信息传输至外部手机APP端。数据传输模块采用蓝牙的方式完成数据的向外无线传输部分，本系统采纳的蓝牙模块为HC-05型号系列，HC-05型号的蓝牙装置主要处于2.4GHz的无线传输频段中，在蓝牙模块中，我们可通过蓝牙模块上的LED显示灯来判断蓝牙是否连接成功，如果LED灯常亮表明蓝牙连接成功并打开了端口，相反如果LED灯闪烁则暗示蓝牙连接失败。如图2所示，对本系统进行调试，将该系统拿至室外进行太阳的照射，由于黑色的吸热效果致使管内（长度为1.8米的测试管）温度升高，从而声波传输速率增高，图2为所测得的温差变化以及对应声波传输时间的折线图。以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并非对本技术作任何形式上的限制，虽然本技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的
技术实现思路
做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声技术的气体温度测量系统，其特征在于：包括数据收集模块、数据处理模块、数据显示模块、数据传输模块；其中，所述数据收集模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块的输出端分别与数据显示模块的输入端、数据传输模块的输入端连接；所述数据收集模块，用于发射与接收超声波信号并且测量出超声波传输速率数据信息，通过无线通信将超声波传输速率数据信息发送至数据处理模块；所述数据处理模块，用于将超声波传输速率数据信息通过计算转换成气体温度数据信息，通过无线通信将气体温度数据信息发送至数据显示模块、数据传输模块；所述数据显示模块，用于显示气体温度数据信息；所述数据传输模块，用于将气体温度数据信息传输至外部APP端。

【技术特征摘要】
1.一种基于超声技术的气体温度测量系统，其特征在于：包括数据收集模块、数据处理模块、数据显示模块、数据传输模块；其中，所述数据收集模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块的输出端分别与数据显示模块的输入端、数据传输模块的输入端连接；所述数据收集模块，用于发射与接收超声波信号并且测量出超声波传输速率数据信息，通过无线通信将超声波传输速率数据信息发送至数据处理模块；所述数据处理模块，用于将超声波传输速率数据信息通过计算转换成气体温度数据信息，通过无线通信将气体温度数据信息发送至数据显示模块、数据传输模块；所述数据显示模块，用于显示气体温度数据信息；所述数据传输模块，用于将气体温度数据信息传输至外部APP端。2.根据权利要求1所述的基于超声技术的气体温度测量系统，其特征在于：所述数据收集模块包括超声波测距模块、第一无线通信模块，所述超声波测距模块包括超声波传感器、超声波测距装置，所述超声波传感器用于发射与接收超声波信号，所述超声波测距装置用于测量出超声波传输速率数据信息，所述第一无线通信模块用于将超声波传输速率数据信息发送至数据处理模块。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周先春，徐燕，吴静，薛菁，张浩瑀，王咏，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32