溫度是國際單位制7個(gè)常用物理量之一,溫度的測量在科技研發(fā)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都非常重要,尤其是高溫的測量。目前現(xiàn)有的溫度傳感器,包括熱電偶、熱電阻、膨脹式溫度計(jì)及輻射溫度計(jì),雖然在技術(shù)上已經(jīng)日趨成熟,能滿足常規(guī)應(yīng)用場合的基本要求。但是仍有一定的局限性,例如檢測出的溫度與實(shí)際溫度相差過大,對測溫環(huán)境的要求高、測溫較慢。而超聲導(dǎo)波測溫是一種溫度測量的新技術(shù),具有測量范圍廣、靈敏度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢。本論文基于超聲導(dǎo)波測溫原理設(shè)計(jì)鉬基合金超聲導(dǎo)波溫度傳感器,實(shí)現(xiàn)對溫度的分布式測量。在理論研究方面,本文主要通過對超聲導(dǎo)波測溫原理的研究,提出了一種鉬基合金超聲導(dǎo)波溫度傳感器設(shè)計(jì)方案,并且研究了超聲導(dǎo)波溫度傳感器的關(guān)鍵尺寸參數(shù),基于頻散理論計(jì)算了探頭頻率與波導(dǎo)桿直徑。在平臺搭建方面,論文根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,搭建超聲導(dǎo)波測溫實(shí)驗(yàn)平臺,主要由超聲換能器、超聲脈沖發(fā)生接收器以及示波器組成。研究了超聲回波信號算法,包括超聲特征回波信號的數(shù)學(xué)模型,采用互相關(guān)法計(jì)算超聲回波信號的溫度特征信息,即延時(shí)值。在完成超聲測溫平臺基礎(chǔ)上,研制了波導(dǎo)材料為鉬基合金的分布式超聲導(dǎo)波溫度傳感器,通過標(biāo)定實(shí)驗(yàn)獲得了鉬基合金兩段敏感元分別在... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

超聲導(dǎo)波的產(chǎn)生Fig.2-1Generationofultrasonicguidedwaves

中北大學(xué)學(xué)位論文13圖2-3超聲測溫原理示意圖Fig.2-3Schematicdiagramofultrasonictemperaturemeasurementprinciple因此，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)波之間的聲速c1為：)(2111TLc（2-4）第二個(gè)節(jié)點(diǎn)與端點(diǎn)之間的聲速c2為：)(2222TLc（2-5）因此可以得出兩個(gè)不同溫度區(qū)域內(nèi)，關(guān)于溫度與時(shí)差的函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)分布式測溫。2.3超聲導(dǎo)波溫度傳感器的設(shè)計(jì)超聲導(dǎo)波溫度傳感器主要由換能器、波導(dǎo)桿、敏感元等組成，由于信號的衰減、導(dǎo)波的頻散現(xiàn)象等會對超聲回波信號產(chǎn)生影響，因此，對波導(dǎo)桿以及敏感元的尺寸大小也有一定要求。2.3.1傳感器材料的選擇隨著科技技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，超聲換能器的技術(shù)水平已相當(dāng)先進(jìn)，已經(jīng)可以適用于各種場合，可以滿足各種需求，因此，在超聲脈沖測溫技術(shù)的應(yīng)用中，敏感元件材料的選

中北大學(xué)學(xué)位論文15圖2-4換能器產(chǎn)生縱波示意圖Fig.2-4Schematicdiagramofatransducerproducinglongitudinalwaves圖2-5換能器同時(shí)產(chǎn)生縱波和橫波示意圖Fig.2-5Schematicdiagramofatransducerproducingbothlongitudinalandshearwaves圖2-6換能器產(chǎn)生橫波示意圖Fig2-6Schematicdiagramofatransducerproducingshearwaves

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]溫度傳感器的對比研究[J]. 曹博,劉文評.  內(nèi)江科技. 2019(09)
[2]基于K型熱電偶溫度傳感器的測溫系統(tǒng)研究[J]. 杜林穎,于鴻彬,王磊.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2019(14)
[3]壓力式溫度計(jì)的原理和特性及使用注意事項(xiàng)[J]. 班月.  城市建設(shè)理論研究(電子版). 2019(11)
[4]銥銠合金超聲導(dǎo)波方法的固體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室溫度測試[J]. 魏艷龍,王高,王興起,張可,楊錄,王凱,呂建剛,梁海堅(jiān),周漢昌.  推進(jìn)技術(shù). 2018(08)
[5]溫濕度傳感器校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析與評定[J]. 魏明明,金銳,聞春華,苗潔,鄭德彬.  電子測量技術(shù). 2018(08)
[6]熱電偶和熱電阻的區(qū)別與應(yīng)用簡介[J]. 楊君,陳大海.  世界有色金屬. 2017(18)
[7]基于超聲波的藍(lán)寶石溫度傳感器[J]. 原東方,李仰軍,王高,梁海堅(jiān),田苗.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(24)
[8]膨脹式溫度計(jì)(玻璃棒)分類及誤差來源淺析[J]. 徐靜,賀紅平,王棟.  城市建設(shè)理論研究(電子版). 2017(11)
[9]壓力式溫度計(jì)的原理和特性及使用注意事項(xiàng)[J]. 白冰,高福生.  輕工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2017(02)
[10]玻璃液體溫度計(jì)的特性原理及使用注意事項(xiàng)[J]. 高福生.  輕工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2017(02)

碩士論文
[1]便攜式超聲導(dǎo)波工業(yè)測溫儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 王彥文.中北大學(xué) 2019
[2]基于正弦校準(zhǔn)的壓力傳感器低頻動態(tài)特性及其不確定度的研究[D]. 張浩.中北大學(xué) 2019
[3]超聲導(dǎo)波測溫關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 蘇世雄.中北大學(xué) 2018
[4]超聲導(dǎo)波測溫關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 任海平.中北大學(xué) 2017
[5]黑體輻射測溫法對Cu液—固相變溫度的研究[D]. 郝璽.太原科技大學(xué) 2017
[6]超聲導(dǎo)波在鋼軌中衰減特性研究[D]. 趙云飛.北京交通大學(xué) 2017
[7]光纖光柵智能應(yīng)變傳感器系統(tǒng)的研制與不確定度分析[D]. 肖范.昆明理工大學(xué) 2016
[8]基于回波包絡(luò)上升沿?cái)M合的超聲測溫算法研究[D]. 賴國強(qiáng).重慶大學(xué) 2015
[9]分布式光纖溫度傳感器空間分辨率對測溫精度的影響研究[D]. 徐瀚立.中國計(jì)量學(xué)院 2014
[10]微米尺度膜厚薄膜熱電偶傳感器的研制[D]. 鄔云晨明.中國計(jì)量學(xué)院 2014



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