声表面波测温装置制造方法
声表面波测温装置制造方法
【专利摘要】一种声表面波测温装置，涉及测量仪器【技术领域】，所解决的是提高抗干扰能力的技术问题。该装置包括无源声表面波温度传感器、主控制器、SAW滤波单元、低噪声放大器、射频信号收发模块、混频器，及两个压控振荡器，所述两个压控振荡器分别为发射振荡器、接收振荡器，测温时先利用发射振荡器及射频信号收发模块进行扫频，再关闭发射振荡器，并开启接收振荡器，利用混频器将射频信号收发模块接收的回波信号与接收振荡器的输出信号混频后送入主控制器，再由主控制器计算出回波信号频率，进行计算出所测温度值。本实用新型提供的装置，可适应多传感器带宽应用条件。
【专利说明】声表面波测温装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测量仪器技术，特别是涉及一种声表面波测温装置的技术。
【背景技术】
[0002]无源声表面波技术用于温度等参数测量研宄已有20多年了，它的优点是传感器由压电材料组成，没有任何半导体材料，不需要电池供电，适合应用严苛的工业环境；然而实际应用中未见批量应用案例，只有小范围试点应用，宄其原因还是无源产品本身可靠性问题未根本解决，由于传感器工作于无源状态，靠天线收集的能量经换能器生成机械波激发共振，机械波经换能器转换为电磁波后通过天线辐射出去，信号呈指数衰减态到达接收机时已经相当微弱，加上环境，电压等干扰，容易产生错误测量，这是工业应用如智能电网应用所不容许的，而且一般的射频收发芯片的收发切换时间在毫秒级别，无法用于监测只存在几十微秒的传感器回波。
实用新型内容
[0003]针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种抗干扰能力强的声表面波测温装置。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种声表面波测温装置，包括无源声表面波温度传感器、主控制器、压控振荡器、SAW滤波单元、低噪声放大器，及能激励无源声表面波温度传感器并能接收无源声表面波温度传感器回波信号的射频信号收发模块，其特征在于:还包括混频器；
[0005]所述压控振荡器有两个，其中的一个压控振荡器为发射振荡器，另一个压控振荡器为接收振荡器，发射振荡器的振荡信号输出端接到射频信号收发模块的振荡信号输入端;
[0006]所述主控制器具有两个回波信号接收端及两个压控信号输出端，主控制器的两个压控信号输出端分别接到两个压控振荡器的压控信号输入端；
[0007]所述接收振荡器的振荡信号输出端接到混频器的一个源信号输入端，射频信号收发模块的回波信号输出端依次经SAW滤波单元、低噪声放大器接到混频器的另一个源信号输入端；
[0008]所述混频器的混频信号输出端分成两路，其中的一路经一中频滤波器接到主控制器的一个回波信号接收端，另一路经另一中频滤波器接到主控制器的另一个回波信号接收端。
[0009]进一步的，所述SAW滤波单元由多个SAW滤波器组成，各SAW滤波器的工作频段彼此相异，各SAW滤波器均一端接到低噪声放大器的输入端，另一端通过一频率切换开关接到射频信号收发模块的回波信号输出端。
[0010]本实用新型提供的声表面波测温装置，采用收发分置电路，将射频发射与回波接收分开，使得发射能量能快速衰减，从而减少发射对接收的频率干扰，能赢得较高的回波能量，可用于监测只存在几十微秒的传感器回波，具有抗干扰能力强的特点，而且SAW滤波单元由多个SAW滤波器组成，有效的压缩了前端带宽，大大减少了接收部分受干扰源影响的机会，可适应多传感器带宽应用条件。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型实施例的声表面波测温装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合【专利附图】
【附图说明】对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
[0013]如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种声表面波测温装置，包括无源声表面波温度传感器B1、主控制器U1、混频器X1、SAff滤波单元U3、低噪声放大器U4，及两个压控振荡器V1、V2，能激励无源声表面波温度传感器并能接收无源声表面波温度传感器回波信号的射频信号收发模块U2;
[0014]所述两个压控振荡器中，其中的一个压控振荡器Vl为发射振荡器，另一个压控振荡器V2为接收振荡器，发射振荡器Vl的振荡信号输出端接到射频信号收发模块U2的振荡信号输入端；
[0015]所述主控制器Ul具有两个回波信号接收端及两个压控信号输出端，主控制器Ul的两个压控信号输出端分别接到两个压控振荡器V1、V2的压控信号输入端；
[0016]所述接收振荡器V2的振荡信号输出端接到混频器Xl的一个源信号输入端，射频信号收发模块U2的回波信号输出端依次经SAW滤波单元U3、低噪声放大器U4接到混频器Xl的另一个源信号输入端；
[0017]所述混频器Xl的混频信号输出端分成两路，其中的一路经一中频滤波器Al接到主控制器Ul的一个回波信号接收端，另一路经另一中频滤波器A2接到主控制器Ul的另一个回波信号接收端。
[0018]本实用新型实施例中，所述SAW滤波单元U3由多个SAW滤波器组成，各SAW滤波器的工作频段彼此相异，各SAW滤波器均一端接到低噪声放大器U4的输入端，另一端通过一频率切换开关接到射频信号收发模块U2的回波信号输出端，各频率切换开关组成一切换开关阵列。
[0019]本实用新型实施例中，所述主控制器采用的是单片机。
[0020]本实用新型实施例的声表面波测温装置的测温方法，其特征在于，具体步骤如下:
[0021]I)利用主控制器Ul控制发射振荡器Vl输出振荡信号，使得射频信号收发模块U2发射射频信号，从而激励无源声表面波温度传感器BI ;
[0022]2)利用主控制器Ul控制发射振荡器Vl停止输出振荡信号，并控制接收振荡器V2输出振荡信号；
[0023]此时，射频信号收发模块U2接收无源声表面波温度传感器BI的回波信号，其接收到的回波信号依次通过SAW滤波单元U3、低噪声放大器U4后进入混频器XI，与接收振荡器V2输出的振荡信号混频后，经中频滤波器Al、A2分两路进入主控制器Ul ;
[0024]3)主控制器Ul根据接收到的两路回波信号，计算出无源声表面波温度传感器BI的回波频率，再将计算出的回波频率换算为温度值；
[0025]根据回波信号计算回波频率的方法及将回波频率换算为温度值的方法均为现有技术。
[0026]本实用新型实施例适用于多种带宽的无源声表面波温度传感器，接收回波信号时利用切换开关阵列将与无源声表面波温度传感器匹配的相应SAW滤波器切换到工作状态，即可实现对回波信号的滤波。
【权利要求】
1.一种声表面波测温装置，包括无源声表面波温度传感器、主控制器、压控振荡器、SAW滤波单元、低噪声放大器，及能激励无源声表面波温度传感器并能接收无源声表面波温度传感器回波信号的射频信号收发模块，其特征在于:还包括混频器； 所述压控振荡器有两个，其中的一个压控振荡器为发射振荡器，另一个压控振荡器为接收振荡器，发射振荡器的振荡信号输出端接到射频信号收发模块的振荡信号输入端； 所述主控制器具有两个回波信号接收端及两个压控信号输出端，主控制器的两个压控信号输出端分别接到两个压控振荡器的压控信号输入端； 所述接收振荡器的振荡信号输出端接到混频器的一个源信号输入端，射频信号收发模块的回波信号输出端依次经SAW滤波单元、低噪声放大器接到混频器的另一个源信号输入端; 所述混频器的混频信号输出端分成两路，其中的一路经一中频滤波器接到主控制器的一个回波信号接收端，另一路经另一中频滤波器接到主控制器的另一个回波信号接收端。
2.根据权利要求1所述的声表面波测温装置，其特征在于:所述SAW滤波单元由多个SAff滤波器组成，各SAW滤波器的工作频段彼此相异，各SAW滤波器均一端接到低噪声放大器的输入端，另一端通过一频率切换开关接到射频信号收发模块的回波信号输出端。
【文档编号】G01K11/26GK204188306SQ201420665906
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】梁远勇 申请人:上海鸿晔电子科技有限公司
【专利摘要】一种声表面波测温装置，涉及测量仪器【技术领域】，所解决的是提高抗干扰能力的技术问题。该装置包括无源声表面波温度传感器、主控制器、SAW滤波单元、低噪声放大器、射频信号收发模块、混频器，及两个压控振荡器，所述两个压控振荡器分别为发射振荡器、接收振荡器，测温时先利用发射振荡器及射频信号收发模块进行扫频，再关闭发射振荡器，并开启接收振荡器，利用混频器将射频信号收发模块接收的回波信号与接收振荡器的输出信号混频后送入主控制器，再由主控制器计算出回波信号频率，进行计算出所测温度值。本实用新型提供的装置，可适应多传感器带宽应用条件。
【专利说明】声表面波测温装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测量仪器技术，特别是涉及一种声表面波测温装置的技术。
【背景技术】
[0002]无源声表面波技术用于温度等参数测量研宄已有20多年了，它的优点是传感器由压电材料组成，没有任何半导体材料，不需要电池供电，适合应用严苛的工业环境；然而实际应用中未见批量应用案例，只有小范围试点应用，宄其原因还是无源产品本身可靠性问题未根本解决，由于传感器工作于无源状态，靠天线收集的能量经换能器生成机械波激发共振，机械波经换能器转换为电磁波后通过天线辐射出去，信号呈指数衰减态到达接收机时已经相当微弱，加上环境，电压等干扰，容易产生错误测量，这是工业应用如智能电网应用所不容许的，而且一般的射频收发芯片的收发切换时间在毫秒级别，无法用于监测只存在几十微秒的传感器回波。
实用新型内容
[0003]针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种抗干扰能力强的声表面波测温装置。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种声表面波测温装置，包括无源声表面波温度传感器、主控制器、压控振荡器、SAW滤波单元、低噪声放大器，及能激励无源声表面波温度传感器并能接收无源声表面波温度传感器回波信号的射频信号收发模块，其特征在于:还包括混频器；
[0005]所述压控振荡器有两个，其中的一个压控振荡器为发射振荡器，另一个压控振荡器为接收振荡器，发射振荡器的振荡信号输出端接到射频信号收发模块的振荡信号输入端;
[0006]所述主控制器具有两个回波信号接收端及两个压控信号输出端，主控制器的两个压控信号输出端分别接到两个压控振荡器的压控信号输入端；
[0007]所述接收振荡器的振荡信号输出端接到混频器的一个源信号输入端，射频信号收发模块的回波信号输出端依次经SAW滤波单元、低噪声放大器接到混频器的另一个源信号输入端；
[0008]所述混频器的混频信号输出端分成两路，其中的一路经一中频滤波器接到主控制器的一个回波信号接收端，另一路经另一中频滤波器接到主控制器的另一个回波信号接收端。
[0009]进一步的，所述SAW滤波单元由多个SAW滤波器组成，各SAW滤波器的工作频段彼此相异，各SAW滤波器均一端接到低噪声放大器的输入端，另一端通过一频率切换开关接到射频信号收发模块的回波信号输出端。
[0010]本实用新型提供的声表面波测温装置，采用收发分置电路，将射频发射与回波接收分开，使得发射能量能快速衰减，从而减少发射对接收的频率干扰，能赢得较高的回波能量，可用于监测只存在几十微秒的传感器回波，具有抗干扰能力强的特点，而且SAW滤波单元由多个SAW滤波器组成，有效的压缩了前端带宽，大大减少了接收部分受干扰源影响的机会，可适应多传感器带宽应用条件。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型实施例的声表面波测温装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合【专利附图】
【附图说明】对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
[0013]如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种声表面波测温装置，包括无源声表面波温度传感器B1、主控制器U1、混频器X1、SAff滤波单元U3、低噪声放大器U4，及两个压控振荡器V1、V2，能激励无源声表面波温度传感器并能接收无源声表面波温度传感器回波信号的射频信号收发模块U2;
[0014]所述两个压控振荡器中，其中的一个压控振荡器Vl为发射振荡器，另一个压控振荡器V2为接收振荡器，发射振荡器Vl的振荡信号输出端接到射频信号收发模块U2的振荡信号输入端；
[0015]所述主控制器Ul具有两个回波信号接收端及两个压控信号输出端，主控制器Ul的两个压控信号输出端分别接到两个压控振荡器V1、V2的压控信号输入端；
[0016]所述接收振荡器V2的振荡信号输出端接到混频器Xl的一个源信号输入端，射频信号收发模块U2的回波信号输出端依次经SAW滤波单元U3、低噪声放大器U4接到混频器Xl的另一个源信号输入端；
[0017]所述混频器Xl的混频信号输出端分成两路，其中的一路经一中频滤波器Al接到主控制器Ul的一个回波信号接收端，另一路经另一中频滤波器A2接到主控制器Ul的另一个回波信号接收端。
[0018]本实用新型实施例中，所述SAW滤波单元U3由多个SAW滤波器组成，各SAW滤波器的工作频段彼此相异，各SAW滤波器均一端接到低噪声放大器U4的输入端，另一端通过一频率切换开关接到射频信号收发模块U2的回波信号输出端，各频率切换开关组成一切换开关阵列。
[0019]本实用新型实施例中，所述主控制器采用的是单片机。
[0020]本实用新型实施例的声表面波测温装置的测温方法，其特征在于，具体步骤如下:
[0021]I)利用主控制器Ul控制发射振荡器Vl输出振荡信号，使得射频信号收发模块U2发射射频信号，从而激励无源声表面波温度传感器BI ;
[0022]2)利用主控制器Ul控制发射振荡器Vl停止输出振荡信号，并控制接收振荡器V2输出振荡信号；
[0023]此时，射频信号收发模块U2接收无源声表面波温度传感器BI的回波信号，其接收到的回波信号依次通过SAW滤波单元U3、低噪声放大器U4后进入混频器XI，与接收振荡器V2输出的振荡信号混频后，经中频滤波器Al、A2分两路进入主控制器Ul ;
[0024]3)主控制器Ul根据接收到的两路回波信号，计算出无源声表面波温度传感器BI的回波频率，再将计算出的回波频率换算为温度值；
[0025]根据回波信号计算回波频率的方法及将回波频率换算为温度值的方法均为现有技术。
[0026]本实用新型实施例适用于多种带宽的无源声表面波温度传感器，接收回波信号时利用切换开关阵列将与无源声表面波温度传感器匹配的相应SAW滤波器切换到工作状态，即可实现对回波信号的滤波。
【权利要求】
1.一种声表面波测温装置，包括无源声表面波温度传感器、主控制器、压控振荡器、SAW滤波单元、低噪声放大器，及能激励无源声表面波温度传感器并能接收无源声表面波温度传感器回波信号的射频信号收发模块，其特征在于:还包括混频器； 所述压控振荡器有两个，其中的一个压控振荡器为发射振荡器，另一个压控振荡器为接收振荡器，发射振荡器的振荡信号输出端接到射频信号收发模块的振荡信号输入端； 所述主控制器具有两个回波信号接收端及两个压控信号输出端，主控制器的两个压控信号输出端分别接到两个压控振荡器的压控信号输入端； 所述接收振荡器的振荡信号输出端接到混频器的一个源信号输入端，射频信号收发模块的回波信号输出端依次经SAW滤波单元、低噪声放大器接到混频器的另一个源信号输入端; 所述混频器的混频信号输出端分成两路，其中的一路经一中频滤波器接到主控制器的一个回波信号接收端，另一路经另一中频滤波器接到主控制器的另一个回波信号接收端。
2.根据权利要求1所述的声表面波测温装置，其特征在于:所述SAW滤波单元由多个SAff滤波器组成，各SAW滤波器的工作频段彼此相异，各SAW滤波器均一端接到低噪声放大器的输入端，另一端通过一频率切换开关接到射频信号收发模块的回波信号输出端。
【文档编号】G01K11/26GK204188306SQ201420665906
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】梁远勇 申请人:上海鸿晔电子科技有限公司
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