​供应其超声波测温开发板/超声波温度探测仪开发板​

一、技术参数

二、产品概述

超声测温是一种新的测温技术，日益受到重视和采用。例如：在低温测量方面，已把超声测温计作为2～20K温度范围内的基准计温方法；在高温或高压气体测温方面，超声温度计具有反应迅速的特点，已经用来对汽轮机进气、火箭排气和气缸中燃烧气体等高达2000℃左右的温度进行测量，甚至对高达17000℃热核等离子区的温度进行测量；在气压低达0.0001 atm的高空，使用超声测温，便于遥测又不受辐射热的影响；在熔融液（如钢水）中可在几百度到两千度内进行不接触的超声测温；此外，还可以在海水、快速反应堆中用超声进行温度精确的测量。
超声测温大多数是以气、液、固三态介质中温度和声速的相关性为理论基础的。理想气体的声速与绝对温度的平方根成正比，许多固体和液体的声速一般随温度增高而降低。气体的声速变化率在低温时最大，大多数液体的声速变化率基本上不随温度而变，固体则在高温时声速变化率最大。在实际测试中，根据测试介质的不同、环境条件的不同以及测温范围的不同，发展了一些具体的超声温度计。比如超声气温计、测量低温的电声气体温度计和干涉仪式超声温度计、石英温度计、细线敏感元件的超声温度计等。

三、超声波测温开发板介绍

超声波测温开发板由一块主板和两个超声波换能器组成，超声波换能器是对射式的，一个发射一个接收，两个换能器之间的距离可以在10～15米之间。

超声波测温开发板上已经做好发射电路和接收电路，还有液晶屏，232接口等，软件部分需要自己来写。
超声波测温开发板供电电源是24VDC。工作环境温度：-10～60℃；工作环境压力：一个标准大气压

工作环境湿度：≤90%RH非凝结。工作环境中无腐蚀性液体、蒸汽或者气体。

四、超声波测温原理

声波在气体中的传播速度是介质温度的单值函数，国外学者则称这种方法为Acoustic travel time tomography。目前所见到的测量系统和装置多应用于气体介质中，即声波直接在需测温度的气体中传播。它是一种温度场的直接测量方法。在理想气体介质中，声速与介质绝对温度的平方根成正比。声波直接在被测气体介质中传播，要将用以发射和接收声波的传感器置于未知温度的区域中，在声波发射和接收装置之间形成一条声学路径。由于两点之间的距离为已知的固定常数d，而声波在该条路径上的传播时间（travel time）τ是可以测量的，这样就可以得到声波在该条声学路径上的平均速度：c =d/τ。

已知声速与介质的绝对温度之间的关系满足关系式，因此在获得一条声波路径上的平均速度c之后，

就可以求出该路径上介质的平均温度。在待测温度区域的断面四周安装若干个声波发射/接收传感器，形成多条声学路径，同时将温度场进行合理的划分，测出每条路径上的声波平均传播时间，经重建算法，便可以得到该断面上温度场的分布情况。
一种传感器的典型布设及温度场的划分方式如下图所示。在图中，将该断面上的温度场平均分为16个小区域，在断面的四周安装了8个声波发射/接收传感器，这样，共形成了24条独立的声发射-接收路径（除去本身及同侧的接收单元）。按照设定的程序，在一个检测周期内顺序启闭各个声波发射/接收传感器，得到一组声波传播时间值，经一次重建算法，便可以重建出温度场断面上的温度分布以及某一条声波路

径上介质的平均温度和某一区域介质中的平均温度等。

五、开发板使用说明

一、换能器和开发板接线说明。

1.四芯的超声波换能器跟开发板接线(两芯的超声波换能器参照这个接线)

只要超声波换能器信号线中的红色线接“发送”这里的中间端子，黄色线接“发送”这里的右边端子。超声波换能器温度传感器的两根线不用接。因为开发板上已经带了温度传感器。

2.三芯的超声波换能器跟开发板接线

只要超声波换能器信号线中的红色线接“发送”这里的中间端子，黄色线接“发送”这里的右边端子，白色线接“发送”这里的左边端子。

3.三芯的超声波换能器跟开发板接线

只要超声波换能器信号线中的红色线接“发送”这里的中间端子，黑色线接“发送”这里的右边端子，白色线接“发送”这里的左边端子。

二、开发板波形查看说明

测量开发板时，接入24V电源，可用示波器测量连接座J17中间脚处发射点电压。发射点电压为脉冲电压，脉冲电压峰峰值为800V（PCB板用16：270变压器）与200V（PCB板用5：15变压器）左右，200K以上的换能器PCB板上焊接的变压器为匝比5：15。

1.开发板上示波器测量点

开发板连接上换能器后（水声换能器需放在水中测量），调整好换能器发射面与被测量物体的距离，固定好换能器后，可用示波器在图1所示测量点1（R43，对应原理图中运放的第二级输出）处测得经带通滤波电路处理后的回波信号，在测量点2(R69)处测得单片机AD采样信号。

2.以开发板连接35KHZ空气中换能器为例，下图是在测量点1测得的波形。示波器屏幕上中间为回波信号。

3.以开发板连接35KHZ空气中换能器为例，是在测量点2测得的波形，示波器屏幕上是单片机AD采样处波形。

三、使用前必读

1、开发板探头及液晶屏连接接图片详见配套的光盘。
2、本产品不带烧写器。烧写仿真器是深圳微雪电子的AVR JTAGICE XPII，链接网址：
.1.14.14.PZhhQJ&id=1218920499&_u=62du5ss69df

3、开发板的24V电源需充分接地，对于大量程探头，用户可以根据实际测量距离，调整带通滤波电路的放大倍数（具体可参照光盘的文件：带通滤波电路参数设计.docx）。
4、出厂时，开发板的带通滤波电路参数只对应一种中心频率，当使用别的频率时，要通过软硬件调整发射频率和带通滤波电路的中心频率(具体可参照光盘内的文件：带通滤波电路参数设计.docx）。
5、开发板出厂时，能确保光盘附带各程序模块在硬件电路上正常使用，软件相关参数设置及客户自行修改的程序不提供售后服务。