一种基于无源无线温度传感器的测温装置的制作方法

本实用新型涉及传感器测温技术领域，更具体地，涉及一种基于无源无线温度传感器的测温装置。

背景技术：

目前，一般无线温度传感器包括绝缘外壳、压电材料作基底，还包括谐振电路，谐振电路由叉指换能器和反射栅组成，叉指换能器连接天线接收信号，由于基底压电材料的逆压电效应，在基底表面产生声表面波，该波沿基底表面向叉指换能器两侧传播，每遇到一条反射栅均有一部分波被反射回来，另一部分波透过反射栅继续传播各反射栅反射的回波信号间相干叠加，经过叉指换能器的正向压电效应，将反射的声表面波转换为信号并通过传感器天线发射出去，由读写器接收并检测出频率信息，回波信号频率值反映了传感器探测点的温度信息。

现在的问题是读取运算单元只接受一个谐振电路发送出来的信号，导致测量温度可能与实际温度有±5℃的误差，特殊情况下甚至无法读出数值，精度较低，若要提高测量精度，需使读取运算单元进行多次全频段扫描才能得到相对准确的温度值，但当无源传感器数量较多时，读取效率就会降低。同时，当振荡电路出现损坏或故障时，读取运算单元将无法读出需测量的温度值。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有无源无线温度传感器和读取运算单元配合的过程中对于温度测量读取精度低的缺点，提供一种基于无源无线温度传感器的测温装置。本实用新型能够提高无源无线温度传感器和读取运算单元在温度测量读取过程中的精度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于无源无线温度传感器的测温装置，其中，包括无源无线温度传感器、读取运算单元、显示单元和通信单元，所述无源无线温度传感器通过天线向所述读取运算单元传输信号，所述读取运算单元与所述显示单元进行连接，所述读取运算单元与所述通信单元进行连接。本技术方案中，无源无线温度传感器放置在待测温度物体的表面上，无源无线温度传感器将测得的数据转变为信号由天线进行传输，读取运算单元接收天线传输的信号，读取运算单元将接收的信号进行读取分析计算，读取运算单元将分析计算后的数据传输到显示单元进行显示的同时，还传输到通信单元，通信单元将数据输送到运营人员的移动客户端上进行实时监测，例如手机客户端app。

进一步的，所述无源无线温度传感器包括绝缘外壳、第一叉指换能器、第二叉指换能器、第三叉指换能器、天线和晶片基底，所述第一叉指换能器、第二叉指换能器、第三叉指换能器位于所述晶片基底上，所述每个叉指换能器的两侧均分别设有反射栅，所述第一叉指换能器、第二叉指换能器、第三叉指换能器均与所述天线进行连接，所述晶片基底位于所述绝缘外壳内部，所述天线从所述绝缘外壳内部穿出。三个叉指换能器能够通过天线接收和发送信号，调整反射删的间隔和宽度使得三个叉指换能器产生的信号响应频率区间相邻接近但不交集。

进一步的，所述第一叉指换能器、第二叉指换能器、第三叉指换能器集成在所述晶片基底上。所述第一叉指换能器、第二叉指换能器、第三叉指换能器与各自两侧的所述反射栅组成三个谐振电路。读取运算单元对谐振电路产生的射频信号进行读取运算，无源无线温度传感器响应射频信号频率与读取运算单元的扫描频率关系为：

其中式中n为反射栅对数，ω0为传感器的中心谐振频率，δω为读写器发出的扫描频率与中心谐振频率的差值，e0，es分别为归一化电场强度和感应电场强度。读取运算单元根据射频信号，确定一个包括第一叉指换能器、第二叉指换能器、第三叉指换能器产生的信号响应频率区间的最低频率和最高频率的大区间，读取运算单元再针对这个大的频率区间进行频率扫描。正常情况下，读取运算单元会在扫描到3个频率响应超过-10db的频率区间内得到3个中心频率，通过对比参考频率解析中心频率得出3个温度值，再对3个温度值进行加权平均，若其中一个温度值与另外两个温度值相差超过±3℃则舍弃。

进一步的，所述绝缘外壳采用的是树脂材料。所述显示单元采用的是led电子显示屏。所述通信单元采用的是4g通信模块。所述4g通信模块上设有手机卡插口。所述手机卡插口上设有物联网卡。所述天线采用铝合金材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在无源无线温度传感器内部设置第一叉指换能器、第二叉指换能器、第三叉指换能器和反射栅，从而产生三个射频频率，读取运算单元通过读取的射频频率区间获得三个温度数据，再将温度数据进行筛选计算，从而解决了数据单一缺少参照对比的不足，提高了对物体温度的测量精度。

附图说明

图1为一种基于无源无线温度传感器的测温装置的方框图。

图2为一种基于无源无线温度传感器的测温装置中无源无线温度传感器的结构示意图

图示标记说明如下：

1-天线，2-第一叉指换能器，3反射栅，4-晶片基底。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1至图2所示为本实用新型一种基于无源无线温度传感器的测温装置的实施例。一种基于无源无线温度传感器的测温装置的实施例，包括无源无线温度传感器、读取运算单元、显示单元和通信单元，无源无线温度传感器通过天线向读取运算单元进行信号传输，读取运算单元与显示单元进行连接，读取运算单元与通信单元进行连接。

其中，无线无源温度传感器包括绝缘外壳、第一叉指换能器2、第二叉指换能器、第三叉指换能器、天线1和晶片基底4，第一叉指换能器、第二叉指换能器、第三叉指换能器位于晶片基底4上，第一叉指换能器、第二叉指换能器、第三叉指换能器连接同一根天线1，每个叉指换能器的两侧均设有一个反射栅3，每个叉指换能器与各自两侧的反射栅3组成一个谐振电路，每个谐振电路产生射频信号。

另外，显示单元采用的是led电子显示屏；通信单元采用的是4g通信模块；无源无线温度传感器响应射频信号频率与读取运算单元的扫描频率关系为：

其中式中n为反射栅3对数，ω0为传感器的中心谐振频率，δω为读写器发出的扫描频率与中心谐振频率的差值，e0，es分别为归一化电场强度和感应电场强度。读取运算单元根据射频信号，确定一个包括第一叉指换能器1、第二叉指换能器、第三叉指换能器产生的信号响应频率区间的最低频率和最高频率的大区间，读取运算单元再针对这个大的频率区间进行频率扫描。正常情况下，读取运算单元会在扫描到3个频率响应超过-10db的频率区间内得到3个中心频率，通过对比参考频率解析中心频率得出3个温度值，再对3个温度值进行加权平均，若其中一个温度值与另外两个温度值相差超过±3℃则舍弃，将读取运算单元得出的计算结果显示到显示单元的led电子显示屏，同时将结果通过4g通信模块传输到运营人员的手机app上进行实时监控记录。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。