溫度是國際單位制7個常用物理量之一,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、膨脹式溫度計及輻射溫度計,雖然在技術上已經(jīng)日趨成熟,能滿足常規(guī)應用場合的基本要求。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。而超聲導波測溫是一種溫度測量的新技術,具有測量范圍廣、靈敏度高、響應速度快等優(yōu)勢。本論文基于超聲導波測溫原理設計鉬基合金超聲導波溫度傳感器,實現(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波測溫原理的研究,提出了一種鉬基合金超聲導波溫度傳感器設計方案,并且研究了超聲導波溫度傳感器的關鍵尺寸參數(shù),基于頻散理論計算了探頭頻率與波導桿直徑。在平臺搭建方面,論文根據(jù)實驗需要,搭建超聲導波測溫實驗平臺,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)學模型,采用互相關法計算超聲回波信號的溫度特征信息,即延時值。在完成超聲測溫平臺基礎上,研制了波導材料為鉬基合金的分布式超聲導波溫度傳感器,通過標定實驗獲得了鉬基合金兩段敏感元分別在... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

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

中北大學學位論文13圖2-3超聲測溫原理示意圖Fig.2-3Schematicdiagramofultrasonictemperaturemeasurementprinciple因此，兩個節(jié)點波之間的聲速c1為：)(2111TLc（2-4）第二個節(jié)點與端點之間的聲速c2為：)(2222TLc（2-5）因此可以得出兩個不同溫度區(qū)域內(nèi)，關于溫度與時差的函數(shù)關系，實現(xiàn)分布式測溫。2.3超聲導波溫度傳感器的設計超聲導波溫度傳感器主要由換能器、波導桿、敏感元等組成，由于信號的衰減、導波的頻散現(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的發(fā)展進步，超聲換能器的技術水平已相當先進，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的應用中，敏感元件材料的選

中北大學學位論文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】：
期刊論文
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碩士論文
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[8]基于回波包絡上升沿擬合的超聲測溫算法研究[D]. 賴國強.重慶大學 2015
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本文編號：3462747