一种温度标签无线测温装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种温度标签无线测温装置及方法，包括：超声波温度标签和超声波温度测量仪器。超声波发射器发射超声波脉冲串经所述超声波温度标签反射后，再经电路模块处理得到超声波脉冲串包络线的衰减时间常数，所述衰减时间常数与温度存在对应关系，通过测量出所述衰减时间常数获得被测点温度。本发明专利技术提供大容量数据存储、本地人机接口，有线与无线数字通信接口，以便提供良好操作功能和系统组网能力。本装置尤其适用于高精度大量程范围非接触测量运动物体温度，手持多点巡检测温，测点标签和温度检测装置之间只有声学信号联系，测量装置具有很好的电磁抗干扰能力和电气绝缘安全性，标签无需电源具有很好的维护性。

A temperature labelling wireless temperature measuring device and method

The invention provides a wireless temperature measuring device and a method for temperature labels, including an ultrasonic temperature label and an ultrasonic temperature measuring instrument. The ultrasonic transmitter transmits the ultrasonic pulse train which is reflected by the ultrasonic temperature tag, and then the attenuation time constant of the envelope of the ultrasonic pulse train is obtained by processing the circuit module. The attenuation time constant corresponds to the temperature, and the temperature of the measured point is obtained by measuring the attenuation time constant. The invention provides large capacity data storage, local man-machine interface, wired and wireless digital communication interface, so as to provide good operation function and system networking capability. The device is especially suitable for non-contact measurement of moving object temperature with high precision and large range. The temperature is measured by hand-held multi-point patrol. There is only acoustic signal connection between the measuring point label and the temperature detection device. The measuring device has good electromagnetic anti-interference ability and electrical insulation safety, and the label has good maintenance without power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种温度标签无线测温装置及方法
本专利技术涉及无线温度非接触测量
，具体涉及一种温度标签无线测温装置及方法。
技术介绍
无线测温在医药、食品冷链物流、仓储、智慧农业、智慧城市、工业自动化监控等行业应用日益广泛，准确快捷低成本获取测点温度对于保证生产工艺过程控制，保证产品质量，及时发现设备故障，提高人民生活质量等十分重要。目前，常见无线测温方法有声表面波测温标签，RFID测温标签，光纤测温，红外测温，测温蜡片等，红外测温受物体表面辐射特性影响很大，声表面波和RFID射频标签通过高频脉冲激励标签，物体温度对标签的声表面波或者射频天线特性调制，检测返回的高频脉冲响应可以获知标签附着处的温度，传统的光纤测温受空气对流、表面灰尘等影响很大，测温蜡片主要靠目视估测，上述几种无线测温方式的测温精度、测量范围和稳定性远达不到铂电阻等有线测温的性能，有的无线测温探头需要自备电池或者电气耦合获得电能，这限制应用场合，提高维护难度。因此，有必要引入新的测量方法，保持无线测温的简便性，测量范围宽和恶劣环境抵抗能力，方便维护。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种温度标签无线测温装置及方法。本专利技术采用了如下的技术方案：一种温度标签无线测温装置,超声波温度标签和超声波温度测量仪器；所述超声波温度测量仪器包括电路模块和壳体；所述电路模块包括单片机、超声波驱动电路、超声波发射器、超声波接收器、超声波检测处理电路、存储模块和电源模块；所述单片机通过PCB板分别与所述超声波驱动电路、所述超声波检测处理电路、所述存储模块和所述电源模块连接；所述超声波驱动电路与所述超声波发射器电连接；所述超声波接收器与所述超声波检测处理电路电连接；所述电路模块安装在所述壳体内；所述超声波温度标签安装在被测温度点的表面；所述超声波温度测量仪器手持或安装在和所述超声波温度标签匹配的超声波发射、接受范围内。进一步的，所述超声波温度标签包括：标签基体、标签反射涂层、导热填充物、标签粘贴层；所述标签基体为薄片状，采用多孔陶瓷制作，用于吸收和反射超声波；所述导热填充物填充在所述多孔陶瓷内部间隙，用于测点和所述多孔陶瓷之间导热；所述标签反射涂层覆盖密封所述标签基体的一侧表面，用于反射超声波；所述标签粘贴层设置于所述标签基体的另一侧表面，用于将所述测温标签附着在测点上；所述标签基体周圈涂覆胶，所述测温标签整体形成密封结构。进一步的，所述多孔陶瓷为网状多孔结构，所述网状多孔内部空隙互通，用于吸收超声波；所述导热填充物采用导热硅脂；所述标签反射涂层采用紫外固化胶。进一步的，所述超声波温度标签和所述超声波温度测量仪器是非接触的。进一步的，所述超声波温度测量仪器还包括输入模块和显示模块，所述输入模块和所述显示模块分别与所述单片机连接。进一步的，所述电路模块还包括温度传感器，所述温度传感器与所述超声波检测处理电路连接，用于测量所述壳体内部环境温度。进一步的，所述超声波温度测量仪器还包括有线通信模块和/或无线通信模块，用于将温度测量数据传输到计算机上。一种温度标签无线测温方法,所述超声波发射器发射超声波脉冲串经所述超声波温度标签反射后，再经所述电路模块处理得到超声波脉冲串包络线的衰减时间常数，所述衰减时间常数与温度存在对应关系，通过测量出所述衰减时间常数获得被测点温度。进一步的，一种温度标签无线测温方法包括以下步骤：S1、所述单片机通过所述超声波驱动电路控制所述超声波发射器向所述超声波温度标签周期性发出超声波脉冲串信号，所述超声波脉冲串信号经所述超声波温度标签反射，反射的超声波信号经所述超声波接收器接收；S2、所述超声波接收器接收的信号经所述超声波检测处理电路转化为电信号并放大滤波和数字化处理得到超声波脉冲串包络线；S3、所述单片机计算出当前的超声波脉冲串包络线的衰减时间常数；S4、在温度测量范围内标定温度和所述超声波脉冲串包络线的衰减时间常数的对应关系并固化在所述电路模块内部；S5、所述单片机根据所述对应关系通过S3中所述当前的超声波脉冲串包络线的衰减时间常数计算出对应的被测温度。进一步的，其特征在于，所述单片机根据所述超声波脉冲串包络线测量起点和结束点幅值的差，自动调节超声波脉冲串发射强度，使得脉冲串接收信号包络线测量起点和结束点幅值差基本恒定，提高包络线衰减时间长度一致性。所述超声波温度标签采用超声波温敏材料多孔陶瓷制成，所述超声波温度标签感受被测点温度，所述超声波温度标签在超声波照射下反射的超声波脉冲串包络线的衰减时间常数和被测点温度存在对应关系。相比现有技术,本专利技术具有如下有益效果：1.长期稳定性，超声波脉冲串照射超声波温度标签产生反射，超声波脉冲串包络线的衰减时间常数与测点温度关系由超声波温敏材料多孔陶瓷物理特性决定，而超声波温敏材料多孔陶瓷的物理特性在相当长时间内是稳定的，这保证了测量数据的长期稳定性。2.测温范围宽，不同的超声波温敏材料多孔陶瓷有各自的最佳温度敏感区间，以及相应的适应场合，覆盖铂电阻有线测温温度范围，超过传统的无线测温方法适用的温度范围。3.安装维护方便，超声波温度标签和超声波温度测量仪器之间只有声学信号联系，使本专利技术的测温装置具有很好的电磁抗干扰能力和电气绝缘安全性；超声波温度标签作为测温头无需供电，安装方便，具有很好的维护性。附图说明图1为本专利技术温度标签无线测温装置结构示意图；图2为本专利技术超声波温度标签结构示意图；图3为本专利技术超声波测量原理图；图4为本专利技术实施例提供的激发脉冲串、超声波脉冲串包络线波形示意图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例以本专利技术的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。本专利技术提供一种温度标签无线测温装置，如图1，包括：超声波温度标签和超声波温度测量仪器；超声波温度测量仪器包括电路模块和壳体；单片机通过PCB板分别与超声波驱动电路、超声波检测处理电路、存储模块和电源模块连接；超声波驱动电路与超声波发射器电连接；超声波接收器与超声波检测处理电路电连接。采用铂电阻温度传感器测量外壳内部环境温度，用来补偿环境温度对超声波检测电路放大倍数的影响。超声波接收器的回波信号经信号放大和带通滤波电路，产生0～5V的电压信号，经过12位高速A/D转换器数字化。如图2，超声波温度标签包括：标签基体1、标签反射涂层2、导热填充物、标签粘贴层3。如图3，超声波发射器发射超声波脉冲串经超声波温度标签反射后被超声波接收器接收。如图4，单片机周期性驱动超声波发生器，每个测量周期发出8个超声波脉冲，经超声波温敏标签反射后，超声回波信号被接收器检测，单片机系统采集回波信号计算衰减时间常数。超声回波信号受标签测温装置振动，标签积灰，环境温度，环境风速影响很难稳定，回波包络线的幅值波动很大，不能保证衰减时间常数测量一致性，通过调整超声波发生器脉冲串幅值，保持回波包络线幅值稳定，获得归一化的荧光衰减脉冲，有利于提高测温精度。单片机根据所述超声波脉冲串包络线测量起点和结束点幅值的差，自动调节超声波脉冲串发射强度，使得脉冲串接收信号包络线测量起点和结束点幅值差基本恒定，提高包络线衰减时间长度一致性。输入模块采用按键，显示模块采用显示屏，存储模块为SD卡模块。单片机为stm32f405单片机及最小系统组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度标签无线测温装置,其特征在于，包括：超声波温度标签和超声波温度测量仪器；所述超声波温度测量仪器包括电路模块和壳体；所述电路模块包括单片机、超声波驱动电路、超声波发射器、超声波接收器、超声波检测处理电路、存储模块和电源模块；所述单片机通过PCB板分别与所述超声波驱动电路、所述超声波检测处理电路、所述存储模块和所述电源模块连接；所述超声波驱动电路与所述超声波发射器电连接；所述超声波接收器与所述超声波检测处理电路电连接；所述电路模块安装在所述壳体内；所述超声波温度标签安装在被测温度点的表面；所述超声波温度测量仪器手持或安装在和所述超声波温度标签匹配的超声波发射、接受范围内。

【技术特征摘要】
1.一种温度标签无线测温装置,其特征在于，包括：超声波温度标签和超声波温度测量仪器；所述超声波温度测量仪器包括电路模块和壳体；所述电路模块包括单片机、超声波驱动电路、超声波发射器、超声波接收器、超声波检测处理电路、存储模块和电源模块；所述单片机通过PCB板分别与所述超声波驱动电路、所述超声波检测处理电路、所述存储模块和所述电源模块连接；所述超声波驱动电路与所述超声波发射器电连接；所述超声波接收器与所述超声波检测处理电路电连接；所述电路模块安装在所述壳体内；所述超声波温度标签安装在被测温度点的表面；所述超声波温度测量仪器手持或安装在和所述超声波温度标签匹配的超声波发射、接受范围内。2.根据权利要求1所述的一种温度标签无线测温装置，其特征在于，所述超声波温度标签包括：标签基体、标签反射涂层、导热填充物、标签粘贴层；所述标签基体为薄片状，采用多孔陶瓷制作，用于吸收和反射超声波；所述导热填充物填充在所述多孔陶瓷内部间隙，用于测点和所述多孔陶瓷之间导热；所述标签反射涂层覆盖密封所述标签基体的一侧表面，用于反射超声波；所述标签粘贴层设置于所述标签基体的另一侧表面，用于将所述测温标签附着在测点上；所述标签基体周圈涂覆胶，所述测温标签整体形成密封结构。3.根据权利要求2所述的一种温度标签无线测温装置，其特征在于，所述多孔陶瓷为网状多孔结构，所述网状多孔内部空隙互通，用于吸收超声波；所述导热填充物采用导热硅脂；所述标签反射涂层采用紫外固化胶。4.根据权利要求1所述的一种温度标签无线测温装置，其特征在于，所述超声波温度标签和所述超声波温度测量仪器是非接触的。5.根据权利要求1所述的一种温度标签无线测温装置，其特征在于，所述超声波温度测量仪器还包括输入模块和显示模块，所述输入模块和所述显示模块分别与所述单片...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利，
申请(专利权)人：张利，
类型：发明
国别省市：上海,31