一種測溫裝置及使用該測溫裝置的產品的制作方法

本實用新型涉及非接觸測溫技術領域，尤其涉及的是一種測溫裝置及使用該測溫裝置的產品。

背景技術：

傳統的非接觸測溫一般采用輻射測溫儀表，即通過紅外線輻射測量被測物的溫度。這種測溫裝置成本較高，結構復雜，一般只應用在工業生產中，不符合日常生活應用。

專利號為2010101367842的發明專利公開了一種非接觸式測溫方法，公開了利用鐵磁體的導磁率溫度特性，實現非接觸式測溫。其原理是：利用鐵磁體的導磁率溫度特性，當磁性感溫元件的磁感應強度隨溫度變化而變化時，其產生的磁場發生變化，變化的磁場對測溫感應線圈做磁力線切割，測溫感應線圈中就會產生變化的電流或電壓信號，通過感應該電流或電壓信號進行溫度判斷。但是由于物體的溫度變化過程是十分緩慢的，因此由于溫度變化而引起的鐵磁體的導磁率變化（即磁性感溫元件的磁感應強度變化）也是十分緩慢的，這種緩慢變化的磁感應強度所反映的電流或電壓變化是極其微弱的，因此十分難以測量，而且誤差十分大。因此該方案同樣不符合日常生活應用。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種測溫裝置，該測溫裝置結構簡單，成本低，符合日常生活應用。

本實用新型的基本原理為：利用諧振原理和溫敏磁體的磁導率與溫度的變化特性相結合，利用諧振原理判斷諧振頻率（或與諧振頻率具有確定關系的相關電氣參數），再通過諧振頻率或相關電氣參數計算/查詢電感值，之后通過電感值利用溫敏磁體的磁導率與溫度的變化特性計算/查詢得到溫度值，實現非接觸測溫。

本實用新型的技術方案如下：一種測溫方法，其中，包括以下步驟：

A、掃頻模塊向LC回路發送頻率連續變化的等幅度的電磁波信號；所述LC回路的電感器鐵芯為溫敏磁芯，所述溫敏磁芯感應被測物體溫度；

B、記錄掃頻模塊在掃頻過程中的第一工作參數和第二工作參數；

C、獲取當第一工作參數為極值時的掃頻模塊的第二工作參數，利用掃頻模塊的第二工作參數計算或查詢得到被測物體的溫度；

所述第一工作參數包括掃頻模塊的工作電流；

所述第二工作參數包括掃頻模塊的輸出頻率或可以準確推導得到掃頻模塊的輸出頻率的電氣參數。

所述的測溫方法，其中，所述步驟A中，包括以下步驟：

a1、設置掃頻模塊的掃頻范圍；

a2、掃頻模塊在所設置的掃頻范圍內掃頻，向LC回路發送頻率連續變化的等幅度的電磁波信號。

所述的測溫方法，其中，所述步驟C中，包括以下步驟：

c1、利用掃頻模塊的第二工作參數查詢數據存儲模塊；所述數據存儲模塊預先存儲有掃頻模塊的第二工作參數與被測物體的溫度的對應關系；

c2、返回查詢結果，得到被測物體的溫度。

一種測溫裝置，其中，包括：

LC回路：所述LC回路的電感器鐵芯為溫敏磁芯，所述溫敏磁芯感應被測物體溫度；

掃頻模塊：所述掃頻模塊向所述LC回路發送頻率連續變化的等幅度的電磁波信號；

記錄模塊：與所述掃頻模塊連接，記錄掃頻模塊在掃頻過程中的第一工作參數和第二工作參數；

計算查詢模塊：與所述記錄模塊連接，獲取當掃頻模塊的第一工作參數達到極值時的第二工作參數，并利用第二工作參數查詢或計算得到被測物體的溫度。

所述的測溫裝置，其中，所述掃頻模塊還設置有設定模塊，所述設定模塊設定所述掃頻模塊的掃頻范圍。

所述的測溫裝置，其中，所述計算查詢模塊包括：

數據存儲模塊：用于預先存儲掃頻模塊的第二工作參數與被測物體的溫度的對應關系；

數據獲取查詢模塊：分別與所述記錄模塊和所述數據存儲模塊連接，用于在第一工作參數達到極值時從記錄模塊獲取所述掃頻模塊的第二工作參數，并利用第二工作參數查詢數據存儲模塊；

結果返回模塊：與所述數據獲取查詢模塊連接，用于返回查詢結果，得到被測物體的溫度。

本實用新型還請求保護一種使用上述的測溫裝置的產品。

本實用新型的有益效果：本實用新型巧妙的將諧振原理和溫敏磁體的磁導率與溫度的變化特性相結合，通過諧振判斷出LC回路的諧振頻率，再利用諧頻率計算得到LC回路的電感值，然后利用溫敏磁體的磁導率與溫度的變化特性計算得到溫度值，巧妙的實現了非接觸測溫。本實用新型結構簡單實用，能夠快速準確的測量被測物體的溫度，可以廣泛應用于如電飯煲、熱水器等各種需要測溫控溫的日常電器中，適合推廣應用。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的測溫方法的流程圖。

圖2是本實用新型實施例2的測溫方法的流程圖。

圖3是本實用新型實施例3的測溫方法的流程圖。

圖4是本實用新型實施例4的測溫裝置的模塊框圖。

圖5是本實用新型實施例5的測溫裝置的模塊框圖。

圖6是本實用新型實施例6的測溫裝置的模塊框圖。

圖7是本實用新型的數據存儲模塊存儲的掃頻模塊的第二工作參數與被測物體的溫度的對應關系。

圖8是本實用新型的數據存儲模塊存儲的掃頻模塊的第二工作參數范圍與被測物體的溫度的對應關系。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本實用新型進一步詳細說明。需要注意的是，以下實施例所說的“頻率連續變化的等幅度的電磁波信號”是指振幅一致的、頻率隨時間呈規律變化的電磁波信號。

實施例1

本實施例公開了一種測溫方法，利用諧振原理和溫敏磁體的磁導率與溫度的變化特性相結合，實現非接觸測溫。

具體的，設置一個LC回路，該LC回路包括一個電感和與該電感連接的電容器，該電感的鐵芯為溫敏磁芯，溫敏磁芯與被測物體接觸感應被測物體的溫度（當然實際應用中不一定需要溫敏磁芯與被測物體接觸才可以感應被測物體的溫度，本實施例只是提供一種具體的實施方式而已，凡是現有技術中可以實現溫敏磁芯比較準確的感應被測物體溫度的技術手段均在本實用新型的保護范圍內）。實際應用中，溫敏磁芯的溫度與被測物體（被測點）的溫度一致，而溫敏磁芯的磁導率與溫敏磁芯的溫度具有明確的關系曲線，因此可以得出LC回路中的電感值與被測物體（被測點）的溫度具有明確的關系，可以通過LC回路的電感值計算出測物體（被測點）的溫度值。而又根據LC回路的頻率公式可知，在電容值確定的情況下，LC回路的頻率與電感值具有確定的關系，因此只需要知道該LC回路的頻率（諧振頻率），即可知道被測物體的溫度值。

參見圖1，本實施例的測溫方法包括以下步驟：

A、利用掃頻模塊向LC回路發送頻率連續變化的等幅度的電磁波信號（即掃頻），通過掃頻的方式刺激LC回路，使其發生諧振；該LC回路的電感器的溫敏磁體與被測物體接觸以感應被測物體的溫度，或置于被測點處感應被測點的溫度。

B、記錄掃頻模塊在掃頻過程中的第一工作參數和第二工作參數；

C、獲取當第一工作參數為極值時的掃頻模塊的第二工作參數，利用掃頻模塊的第二工作參數計算或查詢得到被測物體的溫度；

本實施例中，第一工作參數包括掃頻模塊的工作電流，同時還包括在LC回路發生諧振時，掃頻模塊會產生強烈變化的相關電氣參數。

本實施例中，第二工作參數包括掃頻模塊的輸出頻率或可以準確推導得到掃頻模塊的輸出頻率的電氣參數。

實際應用中，由于LC回路受到頻率連續變化的等幅度的電磁波信號刺激，LC回路自身也會產生電磁信號，而LC回路所產生的電磁信號會反過來對掃頻模塊產生影響，具體為影響掃頻模塊的工作電流等相關工作參數（即第一工作參數），因此本實施例基于這種情況，巧妙的利用掃頻模塊的工作電流等相關工作參數的變化準確合理的判斷LC回路是否處于諧振狀態。具體為，正常狀態下，LC回路所產生的電磁信號十分微弱，此時LC回路對掃頻模塊的影響也是十分微弱的，當LC回路處于諧振狀態時，LC回路所產生的電磁信號變得十分強烈，強烈的電磁電磁信號對掃頻模塊產生強烈的影響，此時掃描模塊的工作電流等相關工作參數會達到極值（最小值或最大值），因此，可以判斷LC回路處于諧振狀態。

另一方面，掃頻模塊的第二工作參數并不會受到諧振的LC回路的影響，具體為，掃頻模塊的輸出頻率或者可以準確推導得到該輸出頻率的相關電氣參數并不會受到諧振LC回路的影響，當LC回路發生諧振時，可以確定此時掃頻模塊的輸出頻率即為LC回路的諧振頻率。因此通過記錄掃頻模塊的輸出頻率或者記錄可以準確推導得到輸出頻率的相關電氣參數，即可準確得到LC回路的諧振頻率，然后利用LC回路的頻率公式計算電感值，最后利用溫敏磁芯的電感器的電感值-溫度曲線得出溫敏磁芯的當前溫度（即被測物體的溫度）。

本實施例提供的測溫方法準確度高，并且測量方法簡單，可以普遍應用在各個需要測溫的領域（當然，考慮到LC回路的各元件和導線的耐熱要求，優選用于測量200℃以下的溫度）。

實施例2

本實施例是對實施例1的優化，參見圖2，具體為：

a1、設置掃頻范圍。

a2、在所設置的掃頻范圍內掃頻，向LC回路發送頻率連續變化的等幅度的電磁波信號。

本實施例中，根據LC回路的特性以及物體可能存在的溫度變化范圍，可以優先合理的設置掃頻的范圍，在該范圍內不斷進行掃頻工作，可以提高檢測出LC回路發生諧振的效率和準確性。

實施例3

本實施例與實施例1基本相同，不同的是，本實施例提出一種利用獲取得到的掃頻模塊的第二工作參數查詢得到被測物體溫度的方法，如圖3所示，步驟C中，包括以下步驟：

c1、利用掃頻模塊的第二工作參數查詢數據存儲模塊；該數據存儲模塊預先存儲有掃頻模塊的第二工作參數與被測物體的溫度的對應關系；實際應用中，第二工作參數包括掃頻模塊的輸出頻率或可以準確推導得到掃頻模塊的輸出頻率的電氣參數。上述實施例1的分析可以知道，當LC回路發生諧振時，掃頻模塊的輸出頻率相當于LC回路的諧振頻率，而諧振頻率與LC回路中的溫敏磁芯的溫度具有確定的關系，因此可以推導出第二工作參數與溫敏磁芯的溫度具有確定的關系。

c2、返回查詢結果，得到被測物體的溫度。

本實施例通過預先在數據存儲模塊中存儲第二工作參數與溫度的關系，在獲取得到第二工作參數時，通過查詢的方式可以快速得到溫度，避免了實時計算的復雜，提高了測溫效率。

實際應用中，參見圖7，為數據存儲模塊存儲的掃頻模塊的第二工作參數與被測物體的溫度的對應關系。具體實施時，可以采用掃頻模塊的第二工作參數（圖7中為輸出頻率f）與被測物體溫度T一一對應的形式設置，這種方式可以提高測量溫度的準確性，適用于對溫度測量精度要求較高的應用環境或產品中。

另一種設置方式參見圖8，為數據存儲模塊存儲的掃頻模塊的第二工作參數范圍與被測物體的溫度T的對應關系，這種設置方式，通過采用掃頻模塊的第二工作參數范圍（圖8中為輸出頻率f范圍）與溫度一一對應，這種方式可以合理的控制溫度測量誤差范圍，適用于對溫度測量精度要求不高的應用環境或產品中。

需要說明的是，圖7和圖8是為了表達在數據存儲模塊中的第二工作參數和被測物體溫度之間的對應關系：即可以采用如圖7的一對一的對應關系，也可以采用如圖8的第二工作參數范圍對應具體溫度的對應關系，當然也可以采用第二工作參數范圍對應溫度范圍的對應關系。在實際應用中，T1-T9均為具體的溫度值。

實施例4

本實施例公開了一種測溫裝置，利用諧振原理和溫敏磁體的磁導率與溫度的變化特性相結合，實現非接觸測溫。

具體的，其原理為：設置一個LC回路，該LC回路包括一個電感和與該電感連接的電容器，該電感的鐵芯為溫敏磁芯，溫敏磁芯感應被測物體的溫度。實際應用中，溫敏磁芯的溫度與被測物體的溫度一致，而溫敏磁芯的磁導率與溫敏磁芯的溫度具有明確的關系曲線，因此可以得出LC回路中的電感值與被測物體的溫度具有明確的關系，可以通過LC回路的電感值計算出測物體（被測點）的溫度值。而根據LC回路的頻率公式可知，在電容值確定的情況下，可以通過得知LC回路的頻率（諧振頻率）計算出電感值，因此只需要知道該LC回路的頻率（諧振頻率），即可知道被測物體的溫度值。

實際應用中，本實施例公開的測溫裝置，參見圖4，包括：

LC回路100：該LC回路100的電感器鐵芯為溫敏磁芯，該溫敏磁芯感應被測物體10溫度；

掃頻模塊200：該掃頻模塊200向該LC回路100發送頻率連續變化的等幅度的電磁波信號，用以誘發LC回路100發生諧振；

記錄模塊300：與掃頻模塊200連接，記錄掃頻模塊200在掃頻過程中的第一工作參數和第二工作參數；

計算查詢模塊400：與記錄模塊300連接，獲取當掃頻模塊200的第一工作參數達到極值時的第二工作參數，并利用第二工作參數計算得到被測物體的溫度。

本實施例中，第一工作參數包括掃頻模塊的工作電流，同時還包括在LC回路發生諧振時，掃頻模塊會產生強烈變化的相關電氣參數。

本實施例中，第二工作參數包括掃頻模塊的輸出頻率或可以準確推導得到掃頻模塊的輸出頻率的電氣參數。

實際應用中，由于LC回路100受到頻率連續變化的等幅度的電磁波信號刺激，LC回路100自身也會產生電磁信號（參見圖4），而LC回路100所產生的電磁信號會反過來對掃頻模塊200產生影響，具體為影響掃頻模塊200的工作電流等相關工作參數（即第一工作參數），因此本實施例基于這種情況，巧妙的利用掃頻模塊200的工作電流等相關工作參數的變化準確合理的判斷LC回路是否處于諧振狀態。具體為，正常狀態下，LC回路100所產生的電磁信號十分微弱，此時LC回路100對掃頻模塊200的影響也是十分微弱的，當LC回路100處于諧振狀態時，LC回路100所產生的電磁信號變得十分強烈，強烈的電磁電磁信號對掃頻模塊200產生強烈的影響，此時掃描模塊200的工作電流等相關工作參數會達到極值（最小值或最大值），因此，可以判斷LC回路處于諧振狀態。

另一方面，掃頻模塊200的第二工作參數并不會受到諧振的LC回路100的影響，具體為，掃頻模塊200的輸出頻率或者可以準確推導得到該輸出頻率的相關電氣參數并不會受到諧振LC回路100的影響，當LC回路100發生諧振時，可以確定此時掃頻模塊200的輸出頻率即為LC回路100的諧振頻率。因此通過記錄掃頻模塊200的輸出頻率或者記錄可以準確推導得到輸出頻率的相關電氣參數，即可準確得到LC回路100的諧振頻率，然后利用LC回路100的頻率公式計算電感值，最后利用溫敏磁芯的電感器的電感值-溫度曲線得出溫敏磁芯的當前溫度（即被測物體的溫度）。

本實施例提供的測溫裝置準確度高，并且結構簡單實用，可以普遍應用在各個需要測溫的領域（當然，考慮到LC回路的各元件和導線的耐熱要求，優選用于測量200℃以下的溫度）。

需要注意的是，本實施方式的 LC回路100不需要設置電源，LC回路100只是單純的包括一個帶有溫敏磁芯的電感器和與該電感器連接的電容器，因此LC回路100可以設置成感應溫度的標準件封裝在被測物體10中。當需要對該物體進行測溫時，只需要利用掃頻模塊200對被測物體10中的LC回路100進行掃頻，檢測LC回路100是否發生諧振，并且獲取諧振頻率或可以準確推導得到諧振頻率的相關電氣參數，即可知道被測物體10的當前溫度，方便實用。

實施例5

本實施例是對實施例4的進一步優化，參見圖5，掃頻模塊200還設置有設定模塊210，該設定模塊210設定該掃頻模塊200的掃頻范圍。

本實施例中，根據LC回路100的特性以及被測物體可能存在的溫度變化范圍，可以優先合理的設置掃頻的范圍，在該范圍內不斷進行掃頻工作，可以提高檢測出LC回路100發生諧振的效率和準確性。

實施例6

本實施例基本與實施例4一致，不同的是，本實施例提出一種利用第二工作參數快速查詢得到溫度的裝置。

具體的，參見圖6，計算查詢模塊400包括：

數據存儲模塊410：用于預先存儲掃頻模塊200的第二工作參數與被測物體10的溫度的對應關系；實際應用中，第二工作參數包括掃頻模塊200的輸出頻率或可以準確推導得到掃頻模塊200的輸出頻率的電氣參數。上述實施例1和4的分析可以知道，當LC回路100發生諧振時，掃頻模塊200的輸出頻率相當于LC回路100的諧振頻率，而諧振頻率與LC回路100中的溫敏磁芯的溫度具有確定的關系，因此可以推導出第二工作參數與溫敏磁芯的溫度具有確定的關系。

數據獲取查詢模塊420：分別與記錄模塊300和數據存儲模塊410連接，用于在第一工作參數達到極值時從記錄模塊300獲取掃頻模塊200的第二工作參數，并利用第二工作參數查詢數據存儲模塊410。

結果返回模塊430：與數據獲取查詢模塊420連接，用于返回查詢結果，得到被測物體的溫度。

本實施例通過預先在數據存儲模塊410中存儲第二工作參數與溫度的關系，在獲取得到第二工作參數時，通過查詢的方式可以快速得到溫度，避免了實時計算的復雜，提高了測溫效率。

實際應用中，參見圖7，為數據存儲模塊410存儲的掃頻模塊200的第二工作參數與被測物體的溫度的對應關系。具體實施時，可以采用掃頻模塊200的第二工作參數（圖7中為輸出頻率f）與被測物體10溫度T一一對應的形式設置，這種方式可以提高測量溫度的準確性，適用于對溫度測量精度要求較高的應用環境或產品中。

另一種設置方式參見圖8，為數據存儲模塊410存儲的掃頻模塊200的第二工作參數范圍與被測物體10的溫度T的對應關系，這種設置方式，通過采用掃頻模塊200的第二工作參數范圍（圖8中為輸出頻率f范圍）與溫度一一對應，這種方式可以合理的控制溫度測量誤差范圍，適用于對溫度測量精度要求不高的應用環境或產品中。

需要說明的是，圖7和圖8是為了表達在數據存儲模塊中的第二工作參數和被測物體溫度之間的對應關系：即可以采用如圖7的一對一的對應關系，也可以采用如圖8的第二工作參數范圍對應具體溫度的對應關系，當然也可以采用第二工作參數范圍對應溫度范圍的對應關系。在實際應用中，T1-T9均為具體的溫度值。

實施例7

本實施例公開了將實施例4-5所公開的測溫結構中的任意一個應用在電飯煲產品的具體應用，具體為：將LC回路設置成一個獨立的標準感溫元件，掃頻模塊、記錄模塊和計算查詢模塊設置成一個測溫電路；該標準感溫元件內置在電飯煲的內膽中（電器灌封在電飯煲的內膽內部，感應內膽溫度），該測溫電路置于電飯煲的外殼中并與電飯煲的控制系統連接，同時該測溫電路提前記存儲該感溫元件的諧振頻率和溫度的對應關系。

工作時，電飯煲的控制系統只需要向測溫電路發送一個溫度詢問信號，測溫電路的掃頻模塊工作掃頻，記錄模塊記錄掃頻模塊的第一工作參數和第二工作參數，并在掃頻模塊的第一工作參數達到極值時，將掃頻模塊的第二工作參數發送給計算查詢模塊，計算查詢模塊利用第二工作參數計算或查詢得到溫敏磁芯的實時溫度（即內膽的當前溫度值），然后將該溫度值反饋給電飯煲的控制系統。

本實施例的電飯煲，由于可以實時準確知道其內膽的溫度，因此對于內膽的溫度控制具有非常大的幫助。

當然，實施例4-6所公開的測溫結構也可以應用在其他需要測溫或者控溫的產品上（例如熱水器、熱水壺等），根據不同的產品的特性、工作原理和工作環境等因素，對實施例4-6所公開的測溫結構進行簡單的調整使其符合要求即可。任何使用實施例4-6所公開的測溫結構的產品均在本實用新型的保護范圍之內。

應當理解的是，本實用新型的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。