专利名称：一种物体内部温度场分布测量仪器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温度测量仪器技术领域，尤其涉及一种物体内部温度场分布测量仪器。
背景技术：
测量物体表面及内部温度的动态分布有助于了解物体的理化特性，针对物体表面的温度场分布的研究较多，主要是基于红外成像测量原理，其能够实时快速的测量物体表面的温度场分布，技术已经极其成熟。但红外成像方法只适用测量物体表面的温度场分布，对于物体内部温度场分布的测量技术及测量仪器，目前研究报道极少。从少量的文献报道分析，物体内部温度场的分布测量主要有两类， 一类是光学测量方法， 一类是采用热传感器测量方法。前者价格昂贵，系统结构复杂，后者则廉价得多，结构也要简单一些。
釆用热传感器测量方法，用得较多的是采用热电偶或热电阻。对于采用热电偶方法进行测量， 一般是采用比较大的铠装热电偶，采用单通道测量模式或者多点测量模式，不适合微小物体内部温度场分布的测量。即使也有采用微小铠装热电偶进行温度场分布测量的研究，但主要问题是测量的通道较少， 一般少于8个，且一般都是按照线阵排列进行测量，不具备专门的插入深度计量部件，测量精度差。发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够准确高效的测量物体特别是微小物体内部温度场分布，且设置有多通道数据采集的测量仪器。
为达上述目的，本实用新型采取如下方案 一种物体内部温度场分布测量仪器，其特征在于包括有温度传感器阵列、夹持器具、插入深度计量模块、电信号调理模块、多通道数据采集与控制模块以及计算机，温度传感器阵列安装在夹持器具上，夹持器具上还安设有插入深度计量模块，温度传感器阵列和插入深度计量模块分别和电信号调理模块、多通道数据采集与控制模块、计算机依次电连接；温度传感器阵列、插入深度计量模块分别采集温度信号和深度信号传送给信号调理模块进行放大滤波，再送入多通道数据采集与控制模块，计算机控制多通道数据采集与控制模块采集数据以及对数据进行
保存与处理。
所述温度传感器阵列由微小型封装热电偶组成，热电偶个数为3 64。所述热电偶按照一定距离分布置为一个线阵夹持固定在夹持器具上。所述热电偶置为一个面阵夹持固定在夹持器具上。
所述电信号调理模块包括信号放大、滤波电路以及对温度传感器阵列进行冷端补偿的电路。
所述多通道数据采集与控制模块的数据采集触发模式包括定时触发、软件触发、外部硬件触发。
本实用新型具有以下优点和积极效果
1) 通过采用微小型铠装热电偶，不仅能够测量大的物体，也能测量微小目标，与较大的铠装热电偶相比，其热响应速度更高，更适合于测量温度快速变化目标。
2) 采用了热电偶阵列，配合深度计量部件，空间定位更加精准，测量效率大大提高，可以实时的测量某条线或某个平面上的温度场分布情况，也可以通过不同深度的测量，获悉某个截面上任意时刻的温度场分布图。
3) 可测量物体内部温度场分布，克服了红外成像方法难以测量物体内部的缺点，是红外测温仪的一个有益的补充。
图1为本实用新型实施例测量物体内部温度的原理示意图。
图中l、待测物体，2、温度传感器阵列，3、夹持器具及安装在夹持器具上插入深度计量模块，4、信号调理模块，5、多通道数据采集与控制模块、6为计算机。
具体实施方式
下面以具体实施例结合附图对实用新型做进一步说明，参见图1:
按本实用新型实施的一种物体内部温度场分布测量仪器，由温度传感器阵列2、夹
持器具及安装在夹持器具上的插入深度计量模块3、信号调理模块4、多通道数据采集与控制模块5和计算机6构成，测量仪器插入待测物体1里进行测量。温度传感器阵列2由微小型封装热电偶组成，热电偶个数为3 64。热电偶按照一定距离分布置为一个线阵夹持固定在夹持器具3上。热电偶置也可以是为一个面阵夹持固定在夹持器具3上。插入深度计量模块也安设在在夹持器具上，温度传感器阵列2和插入深度计量模块分别和信号调理模块4、多通道数据采集与控制模块5、计算机6依次电连接。
将热电偶阵列插入被测物体1内部某个特定的深度，通过插入深度计量模块获悉热电偶的插入深度。由于温度的存在，热电偶就会输出电压信号，该电压信号比较微弱，因此，比较微弱的信号再通过信号调理模块4进行放大并滤波。由于热电偶测温在没有
4真正的0点参考时，就必须进行冷端补偿，因此，信号调理模块4同时还包括冷端补偿电路。
多通道数据采集与控制系统5在计算机6的控制下，采集电压数据，由于通道数目较多，因此，采用了多通道共用A/D转换模式，采用多选一模拟开关，实现多个通道共用一个A/D转换芯片的模式，各个通道轮流进行A/D转换，大大节约成本，同时各个通道之间的数据具有很好的一致性。数据采集的触发模式有三种，即定时触发、软件触发、外部硬件触发，定时触发和外部硬件触发是由多通道数据采集与控制系统5内部的硬件完成的，软件触发是由计算机6的软件触发完成的，所有这三种方式均可通过计算机进行设置。三种方式均可以开始一个序列的温度数据采集。
温度数据采集后转化为电压数据传输到计算机6，再结合插入深度计量模块采集的插入深度数据还原出热电偶所处位置的真实温度值。数据按照一定的命名规则存入文件，也可以实时的显示每个测量点的温度变化情况，或者一条线上、或整个平面的温度场分布图。如果在同一个条件下进行多次测量，软件会自动将测量数据进行平均，并剔除误差太大的数据。如果在不同的深度下进行了测量，软件会搜索符合命名规则的文件并全部读入计算机内存，画出某个截面上的任意时刻的温度分布图。
以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种物体内部温度场分布测量仪器，其特征在于包括有温度传感器阵列、夹持器具、插入深度计量模块、电信号调理模块、多通道数据采集与控制模块以及计算机，温度传感器阵列安装在夹持器具上，夹持器具上还安设有插入深度计量模块，温度传感器阵列和插入深度计量模块分别和电信号调理模块、多通道数据采集与控制模块、计算机依次电连接；温度传感器阵列、插入深度计量模块分别采集温度信号和深度信号传送给信号调理模块进行放大滤波，再送入多通道数据采集与控制模块，计算机控制多通道数据采集与控制模块采集数据以及对数据进行保存与处理。
2、 根据权利要求1所述的物体内部温度场分布测量仪器，其特征在于所述温度传感 器阵列由微小型封装热电偶组成，热电偶个数为3 64。
3、 根据权利要求2所述的物体内部温度场分布测量仪器，其特征在于所述热电偶置 为一个线阵夹持固定在夹持器具上。
4、 根据权利要求2所述的物体内部温度场分布测量仪器，其特征在于所述热电偶置 为一个面阵夹持固定在夹持器具上。
5、 根据权利要求1所述的物体内部温度场分布测量仪器，其特征在于所述电信号调 理模块包括信号放大、滤波电路以及对温度传感器阵列进行冷端补偿的电路。
6、 根据权利要求1所述的物体内部温度场分布测量仪器，其特征在于所述多通道数 据采集与控制模块的数据采集触发模式包括定时触发、软件触发、外部硬件触发。
专利摘要本实用新型涉及温度测量仪器技术领域，尤其涉及一种物体内部温度场分布测量仪器，包括有温度传感器阵列、夹持器具、插入深度计量模块、电信号调理模块、多通道数据采集与控制模块以及计算机，温度传感器阵列安装在夹持器具上，夹持器具上还安设有插入深度计量模块，温度传感器阵列和插入深度计量模块分别和电信号调理模块、多通道数据采集与控制模块、计算机依次连接。本实用新型通过采用微小型铠装热电偶，既可测量大的物体，也能测量微小目标，其热响应速度高；采用深度计量部件，空间定位精准，测量效率提高，实时测量某条线或某个平面上的温度场分布情况，通过不同深度的测量，获悉某个截面上任意时刻的温度场分布图。
文档编号G01K7/00GK201387363SQ200920084039
公开日2010年1月20日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者吴琼水 申请人:武汉大学