溫度測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及溫度測量技術(shù)領(lǐng)域。具體地說，涉及一種溫度測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度作為描述物體冷熱程度的一個(gè)基本物理量，在物理、地質(zhì)、化學(xué)、大氣科學(xué)及生物學(xué)等領(lǐng)域中，都有著極其重要的作用。
[0003]目前測量溫度的方法主要包括:接觸式和非接觸式兩種。其中接觸式主要包括:采用酒精或汞等膨脹測溫法；采用熱電偶或熱電阻接觸測試溫度的電學(xué)測溫法及超聲測溫法等。這些方法一般測試設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、準(zhǔn)確度高，但對(duì)測量范圍有限，主要用于低溫測量，也無法滿足某些需要非接觸測量條件的需要。非接觸式目前主要是利用熱輻射進(jìn)行測溫的輻射測溫法，該方法無需接觸被測物體、反應(yīng)速度快，但易受測量環(huán)境、距離等外部因素的影響，測量誤差大。此外，國內(nèi)外也開展了利用磁學(xué)、頻率及CT等方法進(jìn)行無創(chuàng)測量溫度的方法，但這些方法一般測試設(shè)備龐大、價(jià)格昂貴、實(shí)時(shí)性較差，不利于普及。
[0004]光聲成像是近年來發(fā)展起來的一種無損醫(yī)學(xué)成像方法，它結(jié)合了光學(xué)成像的高分辨和超聲成像的深度特性，可提供高分辨率和高對(duì)比的組織及功能成像。目前已有研究表明光聲信號(hào)與被測目標(biāo)本身的溫度有著密切的聯(lián)系，因此，可用來進(jìn)行溫度探測。
[0005]但是，目前光聲測溫裝置使用的都是單波長測量，容易受系統(tǒng)、環(huán)境、目標(biāo)狀態(tài)及測量角度等影響，尤其是在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中，光聲信號(hào)強(qiáng)度并非隨溫度線性增長，加之輸出光強(qiáng)的變化，會(huì)出現(xiàn)在不同溫度條件下，探測到的目標(biāo)光聲信號(hào)強(qiáng)度卻相同的現(xiàn)象，造成無法判斷溫度或?qū)е陆Y(jié)果誤差大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有光聲溫度測量裝置只使用一個(gè)波長的激光測量一次，其測量結(jié)果易受測量系統(tǒng)的精度、測量環(huán)境、測量狀態(tài)的影響從而導(dǎo)致測量精度不高，從而提出一種利用多個(gè)不同波長的激光來測量被測體溫度來減小測量誤差、提高測量精度的溫度測量系統(tǒng)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0008]—種溫度測量系統(tǒng)，包括:
[0009]激光產(chǎn)生器，用于提供至少兩個(gè)不同波長的激光來照射被測體以產(chǎn)生光聲信號(hào)；
[0010]光聲信號(hào)探測器，設(shè)置在被測體附近，用于分別檢測被測體吸收至少兩個(gè)不同波長的激光能量后升溫膨脹所產(chǎn)生的光聲信號(hào)的強(qiáng)度；
[0011]處理器，用于根據(jù)所檢測到的光聲信號(hào)的強(qiáng)度獲取被測體的溫度。
[0012]優(yōu)選地，還包括:
[0013]脈沖發(fā)射接收器，用于接收光聲信號(hào)探測器檢測到的光聲信號(hào)的強(qiáng)度并進(jìn)行放大處理；
[0014]信號(hào)采樣器，用于對(duì)脈沖發(fā)射接收器接收的光聲信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行采樣處理，并將采樣處理后的信號(hào)輸入到處理器。
[0015]優(yōu)選地，還包括:
[0016]分束器，用于將激光產(chǎn)生器發(fā)出的激光分成兩束，其中一分束激光用于照射被測體以產(chǎn)生光聲信號(hào)；
[0017]激光能量計(jì)，用于檢測另一分束激光的光強(qiáng)，并將其傳輸給處理器，以獲取激光產(chǎn)生器發(fā)出的激光強(qiáng)度。
[0018]優(yōu)選地，激光產(chǎn)生器為多波長調(diào)諧脈沖激光器、或由多個(gè)不同波長的單脈沖激光器通過光纖集成組成、或者由多個(gè)不同波長的半導(dǎo)體激光器組成。
[0019]優(yōu)選地，光聲信號(hào)探測器為單個(gè)超聲探頭或陣列超聲探頭或水聽器或聚焦換能器或臨床用B超探頭。
[0020]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]本實(shí)用新型提供的溫度測量系統(tǒng)，其激光產(chǎn)生器可以提供多個(gè)不同波長的短脈沖激光來分別照射被測體，相應(yīng)地多次獲取被測體的光聲信號(hào)強(qiáng)度，最后根據(jù)該多個(gè)入射激光波長與光聲信號(hào)強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系或其在波長-光聲信號(hào)強(qiáng)度坐標(biāo)系中的位置來確定被測體的溫度。該溫度測量系統(tǒng)可以減少因測量誤差、測量系統(tǒng)的精確度、以及入射激光光強(qiáng)、激光波長、測溫距離、測量角度、還有包括氣流和雜質(zhì)等環(huán)境因素所帶來的測量誤差，提高光聲溫度測量的精確度和穩(wěn)定性，并進(jìn)一步擴(kuò)展了非接觸式溫度測量方法的適用范圍。另外，該溫度測量系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)溫度的非接觸測量，無需接觸被測體、反應(yīng)速度快。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的溫度測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型的內(nèi)容，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種溫度測量系統(tǒng)，包括:
[0025]激光產(chǎn)生器1，用于提供至少兩個(gè)不同波長的短脈沖激光來照射被測體以產(chǎn)生光聲信號(hào)，該激光產(chǎn)生器I為多波長調(diào)諧脈沖激光器(0P0激光器)，其提供的激光波長范圍主要在紅光及近紅外區(qū)域680nm?1200nm，也可以由多個(gè)不同波長的單脈沖激光器通過光纖集成組成，還可以由多個(gè)不同波長的半導(dǎo)體激光器組成；
[0026]光聲信號(hào)探測器3，設(shè)置在被測體附近，用于分別檢測被測體吸收不同波長的激光能量后升溫膨脹所產(chǎn)生的光聲信號(hào)的強(qiáng)度，該光聲信號(hào)探測器3為超聲換能器，其中心頻率范圍在IMHz?60MHz之間，具體可為單個(gè)超聲探頭或陣列超聲探頭或水聽器或聚焦換能器或臨床用B超探頭；
[0027]處理器7，用于根據(jù)所檢測到的光聲信號(hào)的強(qiáng)度獲取被測體的溫度，同時(shí)也可用于控制激光產(chǎn)生器I輸出的激光波長和光強(qiáng)。
[0028]本實(shí)施例提供的溫度測量系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)溫度的非接觸測量，無需接觸被測體、反應(yīng)速度快，且該溫度測量系統(tǒng)可提供多個(gè)不同波長的短脈沖激光來照射被測體，并相應(yīng)地獲取多個(gè)被測體發(fā)出的光聲信號(hào)。即通過改變?nèi)肷浼す獠ㄩL來多次測量被測體的溫度，可以減小測量系統(tǒng)、環(huán)境、目標(biāo)狀態(tài)及測量角度等因素對(duì)測量結(jié)果的影響，從而提高溫度測量的準(zhǔn)確性。
[0029]本實(shí)施例中的處理器7通過運(yùn)行一系列指令，來根據(jù)光聲信號(hào)探測器3所檢測到的光聲信號(hào)強(qiáng)度獲取被測體溫度，從而使得該溫度測量系統(tǒng)最終獲取被測體的溫度。
[0030]優(yōu)選地，本實(shí)施例提供的溫度測量系統(tǒng)還包括:
[0031]脈沖發(fā)射接收器4，用于接收光聲信號(hào)探測器3檢測到的光聲信號(hào)的強(qiáng)度并進(jìn)行放大處理；
[0032]信號(hào)采樣器5，用于對(duì)脈沖發(fā)射接收器4接收的光聲信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行采樣處理，并將采樣處理后的信號(hào)輸入到處理器7。
[0033]脈沖發(fā)射接收器4主要用于將光聲信號(hào)探測器3轉(zhuǎn)換過來的電信號(hào)進(jìn)行放大處理以使得后續(xù)的信號(hào)采樣器5可以準(zhǔn)確采樣、信號(hào)采樣器5可以將脈沖發(fā)射接收器4輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以方便處理器7的運(yùn)算得出被測體溫度。
[0034]優(yōu)選地，本實(shí)施例提供的溫度測量系統(tǒng)還包括:
[0035]分束器2，用于將激光產(chǎn)生器I發(fā)出的激光分成兩束，且該分束器2可準(zhǔn)確控制各分束激光的光強(qiáng)，其中一分束激光用于照射被測體以產(chǎn)生光聲信號(hào)，該分束激光的光強(qiáng)為激光產(chǎn)生器I發(fā)出的激光光強(qiáng)的90% ;
[0036]激光能量計(jì)8，用于檢測另一分束激光的光強(qiáng)以獲取激光產(chǎn)生器I發(fā)出的激光強(qiáng)度，實(shí)時(shí)監(jiān)控輸出的激光能量，該激光能量計(jì)8與處理器7連接將其實(shí)時(shí)獲取的該分束激光的光強(qiáng)傳輸給處理器7。
[0037]本實(shí)施例提供的溫度測量系統(tǒng)中的分