專利名稱：一種物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及溫度測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器。
背景技術(shù)：
測量物體表面及內(nèi)部溫度的動態(tài)分布有助于了解物體的理化特性，針對物體表面的溫度場分布的研究較多，主要是基于紅外成像測量原理，其能夠?qū)崟r快速的測量物體表面的溫度場分布，技術(shù)已經(jīng)極其成熟。但紅外成像方法只適用測量物體表面的溫度場分布，對于物體內(nèi)部溫度場分布的測量技術(shù)及測量儀器，目前研究報道極少。從少量的文獻報道分析，物體內(nèi)部溫度場的分布測量主要有兩類， 一類是光學測量方法， 一類是采用熱傳感器測量方法。前者價格昂貴，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，后者則廉價得多，結(jié)構(gòu)也要簡單一些。
釆用熱傳感器測量方法，用得較多的是采用熱電偶或熱電阻。對于采用熱電偶方法進行測量， 一般是采用比較大的鎧裝熱電偶，采用單通道測量模式或者多點測量模式，不適合微小物體內(nèi)部溫度場分布的測量。即使也有采用微小鎧裝熱電偶進行溫度場分布測量的研究，但主要問題是測量的通道較少， 一般少于8個，且一般都是按照線陣排列進行測量，不具備專門的插入深度計量部件，測量精度差。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種能夠準確高效的測量物體特別是微小物體內(nèi)部溫度場分布，且設置有多通道數(shù)據(jù)采集的測量儀器。
為達上述目的，本實用新型采取如下方案 一種物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器，其特征在于包括有溫度傳感器陣列、夾持器具、插入深度計量模塊、電信號調(diào)理模塊、多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊以及計算機，溫度傳感器陣列安裝在夾持器具上，夾持器具上還安設有插入深度計量模塊，溫度傳感器陣列和插入深度計量模塊分別和電信號調(diào)理模塊、多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊、計算機依次電連接；溫度傳感器陣列、插入深度計量模塊分別采集溫度信號和深度信號傳送給信號調(diào)理模塊進行放大濾波，再送入多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊，計算機控制多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊采集數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)進行
保存與處理。
所述溫度傳感器陣列由微小型封裝熱電偶組成，熱電偶個數(shù)為3 64。所述熱電偶按照一定距離分布置為一個線陣夾持固定在夾持器具上。所述熱電偶置為一個面陣夾持固定在夾持器具上。
所述電信號調(diào)理模塊包括信號放大、濾波電路以及對溫度傳感器陣列進行冷端補償?shù)碾娐贰?br> 所述多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊的數(shù)據(jù)采集觸發(fā)模式包括定時觸發(fā)、軟件觸發(fā)、外部硬件觸發(fā)。
本實用新型具有以下優(yōu)點和積極效果
1) 通過采用微小型鎧裝熱電偶，不僅能夠測量大的物體，也能測量微小目標，與較大的鎧裝熱電偶相比，其熱響應速度更高，更適合于測量溫度快速變化目標。
2) 采用了熱電偶陣列，配合深度計量部件，空間定位更加精準，測量效率大大提高，可以實時的測量某條線或某個平面上的溫度場分布情況，也可以通過不同深度的測量，獲悉某個截面上任意時刻的溫度場分布圖。
3) 可測量物體內(nèi)部溫度場分布，克服了紅外成像方法難以測量物體內(nèi)部的缺點，是紅外測溫儀的一個有益的補充。


圖1為本實用新型實施例測量物體內(nèi)部溫度的原理示意圖。
圖中l(wèi)、待測物體，2、溫度傳感器陣列，3、夾持器具及安裝在夾持器具上插入深度計量模塊，4、信號調(diào)理模塊，5、多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊、6為計算機。
具體實施方式

下面以具體實施例結(jié)合附圖對實用新型做進一步說明，參見圖1:
按本實用新型實施的一種物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器，由溫度傳感器陣列2、夾
持器具及安裝在夾持器具上的插入深度計量模塊3、信號調(diào)理模塊4、多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊5和計算機6構(gòu)成，測量儀器插入待測物體1里進行測量。溫度傳感器陣列2由微小型封裝熱電偶組成，熱電偶個數(shù)為3 64。熱電偶按照一定距離分布置為一個線陣夾持固定在夾持器具3上。熱電偶置也可以是為一個面陣夾持固定在夾持器具3上。插入深度計量模塊也安設在在夾持器具上，溫度傳感器陣列2和插入深度計量模塊分別和信號調(diào)理模塊4、多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊5、計算機6依次電連接。
將熱電偶陣列插入被測物體1內(nèi)部某個特定的深度，通過插入深度計量模塊獲悉熱電偶的插入深度。由于溫度的存在，熱電偶就會輸出電壓信號，該電壓信號比較微弱，因此，比較微弱的信號再通過信號調(diào)理模塊4進行放大并濾波。由于熱電偶測溫在沒有
4真正的0點參考時，就必須進行冷端補償，因此，信號調(diào)理模塊4同時還包括冷端補償電路。
多通道數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)5在計算機6的控制下，采集電壓數(shù)據(jù)，由于通道數(shù)目較多，因此，采用了多通道共用A/D轉(zhuǎn)換模式，采用多選一模擬開關(guān)，實現(xiàn)多個通道共用一個A/D轉(zhuǎn)換芯片的模式，各個通道輪流進行A/D轉(zhuǎn)換，大大節(jié)約成本，同時各個通道之間的數(shù)據(jù)具有很好的一致性。數(shù)據(jù)采集的觸發(fā)模式有三種，即定時觸發(fā)、軟件觸發(fā)、外部硬件觸發(fā)，定時觸發(fā)和外部硬件觸發(fā)是由多通道數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)5內(nèi)部的硬件完成的，軟件觸發(fā)是由計算機6的軟件觸發(fā)完成的，所有這三種方式均可通過計算機進行設置。三種方式均可以開始一個序列的溫度數(shù)據(jù)采集。
溫度數(shù)據(jù)采集后轉(zhuǎn)化為電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C6，再結(jié)合插入深度計量模塊采集的插入深度數(shù)據(jù)還原出熱電偶所處位置的真實溫度值。數(shù)據(jù)按照一定的命名規(guī)則存入文件，也可以實時的顯示每個測量點的溫度變化情況，或者一條線上、或整個平面的溫度場分布圖。如果在同一個條件下進行多次測量，軟件會自動將測量數(shù)據(jù)進行平均，并剔除誤差太大的數(shù)據(jù)。如果在不同的深度下進行了測量，軟件會搜索符合命名規(guī)則的文件并全部讀入計算機內(nèi)存，畫出某個截面上的任意時刻的溫度分布圖。
以上所揭露的僅為本實用新型的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1、一種物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器，其特征在于包括有溫度傳感器陣列、夾持器具、插入深度計量模塊、電信號調(diào)理模塊、多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊以及計算機，溫度傳感器陣列安裝在夾持器具上，夾持器具上還安設有插入深度計量模塊，溫度傳感器陣列和插入深度計量模塊分別和電信號調(diào)理模塊、多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊、計算機依次電連接；溫度傳感器陣列、插入深度計量模塊分別采集溫度信號和深度信號傳送給信號調(diào)理模塊進行放大濾波，再送入多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊，計算機控制多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊采集數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)進行保存與處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器，其特征在于所述溫度傳感 器陣列由微小型封裝熱電偶組成，熱電偶個數(shù)為3 64。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器，其特征在于所述熱電偶置 為一個線陣夾持固定在夾持器具上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器，其特征在于所述熱電偶置 為一個面陣夾持固定在夾持器具上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器，其特征在于所述電信號調(diào) 理模塊包括信號放大、濾波電路以及對溫度傳感器陣列進行冷端補償?shù)碾娐贰?br> 6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器，其特征在于所述多通道數(shù) 據(jù)采集與控制模塊的數(shù)據(jù)采集觸發(fā)模式包括定時觸發(fā)、軟件觸發(fā)、外部硬件觸發(fā)。
專利摘要本實用新型涉及溫度測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器，包括有溫度傳感器陣列、夾持器具、插入深度計量模塊、電信號調(diào)理模塊、多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊以及計算機，溫度傳感器陣列安裝在夾持器具上，夾持器具上還安設有插入深度計量模塊，溫度傳感器陣列和插入深度計量模塊分別和電信號調(diào)理模塊、多通道數(shù)據(jù)采集與控制模塊、計算機依次連接。本實用新型通過采用微小型鎧裝熱電偶，既可測量大的物體，也能測量微小目標，其熱響應速度高；采用深度計量部件，空間定位精準，測量效率提高，實時測量某條線或某個平面上的溫度場分布情況，通過不同深度的測量，獲悉某個截面上任意時刻的溫度場分布圖。
文檔編號G01K7/00GK201387363SQ200920084039
公開日2010年1月20日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者吳瓊水 申請人:武漢大學