CN105181169B

CN105181169B - 温度测量方法、温度测量系统和温度获取装置

Info

Publication number: CN105181169B
Application number: CN201510239400.2A
Authority: CN
Inventors: 简小华; 崔崤峣; 曹艳芳
Original assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Current assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2019-01-15
Anticipated expiration: 2035-05-12
Also published as: CN105181169A

Abstract

一种温度测量方法、温度测量系统和温度获取装置，该测量方法包括：用至少两个不同波长的激光分别照射被测体；分别检测被测体吸收至少两个不同波长的激光能量后升温膨胀所产生的光声信号的强度；根据所检测到的光声信号的强度获取被测体的温度。解决了现有光声温度测温方法因使用单波长激光测量而容易受系统、环境、目标状态及测量角度影响的技术问题。该温度测量方法能对目标进行非接触式测量，具有精度高、可靠性强等优点。

Description

温度测量方法、温度测量系统和温度获取装置

技术领域

本发明涉及温度测量技术领域。具体地说，涉及一种温度测量方法、温度测量系统和温度获取装置。

背景技术

温度作为描述物体冷热程度的一个基本物理量，在物理、地质、化学、大气科学及生物学等领域中，都有着极其重要的作用。

目前测量温度的方法主要包括：接触式和非接触式两种。其中接触式主要包括：采用酒精或汞等膨胀测温法；采用热电偶或热电阻接触测试温度的电学测温法及超声测温法等。这些方法一般测试设备结构简单、准确度高，但对测量范围有限，主要用于低温测量，也无法满足某些需要非接触测量条件的需要。非接触式目前主要是利用热辐射进行测温的辐射测温法，该方法无需接触被测物体、反应速度快，但易受测量环境、距离等外部因素的影响，测量误差大。此外，国内外也开展了利用磁学、频率及CT等方法进行无创测量温度的方法，但这些方法一般测试设备庞大、价格昂贵、实时性较差，不利于普及。

光声成像是近年来发展起来的一种无损医学成像方法，它结合了光学成像的高分辨和超声成像的深度特性，可提供高分辨率和高对比的组织及功能成像。目前已有研究表明光声信号与被测目标本身的温度有着密切的联系，因此，可用来进行温度探测。

但是，目前光声测温的方法使用的都是单波长测量，容易受系统、环境、目标状态及测量角度等影响，尤其是在复杂结构中，光声信号强度并非随温度线性增长，加之输出光强的变化，会出现在不同温度条件下，探测到的目标光声信号强度却相同的现象，造成无法判断温度或导致结果误差大。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有光声温度测量方法只使用一个波长的激光测量一次，其测量结果易受测量系统的精度、测量环境、测量状态的影响从而导致测量精度不高，从而提出一种利用多个不同波长的激光来测量被测体温度来减小测量误差、提高测量精度的温度测量方法、温度测量系统和温度获取装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种温度测量方法，包括以下步骤：

用至少两个不同波长的激光分别照射被测体；

分别检测被测体吸收至少两个不同波长的激光能量后升温膨胀所产生的光声信号的强度；

根据所检测到的光声信号的强度获取被测体的温度。

优选地，根据所检测到的光声信号的强度获取被测体的温度的步骤包括：

通过光声-温度对应表获取所检测到的光声信号的强度分别对应的被测体的初始测量温度，其中光声-温度对应表是通过事先获取被测体在不同波长激光照射下所产生的光声信号的强度随温度的变化规律得到的；

根据被测体在被至少两个不同波长的激光照射后产生的光声信号强度分别对应的被测体的初始测量温度来确定被测体的温度。

优选地，通过光声-温度对应表获取所检测到的光声信号的强度分别对应的被测体的初始测量温度的步骤，包括：

当所检测到的光声信号的强度存在于光声-温度对应表中时，直接根据所检测到的光声信号的强度确定被测体的初始测量温度；

当所检测到的光声信号的强度不存在于光声-温度对应表中时，通过线性拟合方法确定被测体的初始测量温度。

建立以波长为横坐标、光声信号强度为纵坐标的坐标系；

将至少两个不同波长激光所对应的光声信号强度分别标注于坐标系中，相应形成至少两个不同标注点；

根据至少两个不同标注点在坐标系中的位置获取被测体的温度。

优选地，根据至少两个不同标注点在坐标系中的位置获取被测体的温度的步骤包括：

获取每相邻两个标注点之间的斜率；

分别获取相邻两个标注点之间的斜率与事先获取的不同温度下的相应两个波长激光所对应的光声信号强度之间的斜率的差值；

当各相邻两个标注点之间的斜率与事先获取的某一温度下的相应两个波长之间的斜率的差值的绝对值之和最小或各斜率差值的方差最小时，则将该温度作为被测体的温度。

获取至少两个不同标注点在坐标系中的直线拟合度；

当至少两个不同标注点在坐标系中的直线拟合度大于预设阈值时，则进行线性拟合，并获取拟合直线的斜率以及其与坐标轴的交点，并将其与事先获取的被测体在不同温度下对应的拟合直线相比较来确定被测体的温度；

当至少两个不同标注点在坐标系中的直线拟合度小于预设阈值时，则线性拟合出多个拟合直线并将拟合出的多个斜率分别与事先获取的被测体在不同温度下对应的多个拟合直线斜率相比较来确定被测体的温度。

一种温度测量系统，包括：

激光产生器，用于提供至少两个不同波长的激光来照射被测体以产生光声信号；

光声信号探测器，设置在被测体附近，用于分别检测被测体吸收至少两个不同波长的激光能量后升温膨胀所产生的光声信号的强度；

处理器，用于根据所检测到的光声信号的强度获取被测体的温度。

优选地，还包括：

脉冲发射接收器，用于接收光声信号探测器检测到的光声信号的强度并进行放大处理；

信号采样器，用于对脉冲发射接收器接收的光声信号强度进行采样处理，并将采样处理后的信号输入到处理器。

优选地，还包括：

分束器，用于将激光产生器发出的激光分成两束，其中一分束激光用于照射被测体以产生光声信号；

激光能量计，用于检测另一分束激光的光强，并将其传输给处理器，以获取激光产生器发出的激光强度。

优选地，激光产生器为多波长调谐脉冲激光器、或由多个不同波长的单脉冲激光器通过光纤集成组成、或者由多个不同波长的半导体激光器组成。

优选地，光声信号探测器为单个超声探头或阵列超声探头或水听器或聚焦换能器或临床用B超探头。

一种温度获取装置，包括：

初始测量温度获取模块，用于通过光声-温度对应表获取所检测到的光声信号的强度分别对应的被测体的初始测量温度，其中光声-温度对应表是通过事先获取被测体在不同波长激光照射下所产生的光声信号的强度随温度的变化规律得到的；

被测体温度确定模块，用于根据被测体在被至少两个不同波长的激光照射后产生的光声信号强度分别对应的被测体的初始测量温度来确定被测体的温度。

优选地，初始测量温度获取模块包括：

第一初始测量温度确定单元，用于当所检测到的光声信号的强度存在于光声-温度对应表中时，直接根据所检测到的光声信号的强度确定被测体的初始测量温度；

第二初始测量温度确定单元，用于当所检测到的光声信号的强度不存在于光声-温度对应表中时，通过线性拟合方法确定被测体的初始测量温度。

一种温度获取装置，包括：

坐标系建立模块，用于建立以波长为横坐标、光声信号强度为纵坐标的坐标系；

标注模块，用于将至少两个不同波长激光所对应的光声信号强度分别标注于坐标系中，相应形成至少两个不同标注点；

温度计算模块，用于根据至少两个不同标注点在坐标系中的位置获取被测体的温度。

优选地，温度计算模块包括：

相邻标注点之间斜率获取单元，用于获取每相邻两个标注点之间的斜率；

斜率差值获取单元，用于分别获取相邻两个标注点之间的斜率与事先获取的不同温度下的相应两个波长激光所对应的光声信号强度之间的斜率的差值；

温度确定单元，当各相邻两个标注点之间的斜率与事先获取的某一温度下的相应两个波长之间的斜率的差值的绝对值之和最小或各斜率差值的方差最小时，则将该温度作为被测体的温度。

优选地，温度计算模块包括：

直线拟合度获取单元，用于获取至少两个不同标注点在坐标系中的直线拟合度；

第一温度确定单元，当至少两个不同标注点在坐标系中的直线拟合度大于预设阈值时，则进行线性拟合，并获取拟合直线的斜率以及其与坐标轴的交点，并将其与事先获取的被测体在不同温度下对应的拟合直线相比较来确定被测体的温度；

第二温度确定单元，当至少两个不同标注点在坐标系中的直线拟合度小于预设阈值时，则线性拟合出多个拟合直线并将拟合出的多个斜率分别与事先获取的被测体在不同温度下对应的多个拟合直线斜率相比较来确定被测体的温度。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本发明提供的温度测量方法，通过多个不同波长的短脉冲激光分别照射被测体，多次获取被测体的光声信号强度，最后根据该多个入射激光波长与光声信号强度的对应关系或其在波长-光声信号强度坐标系中的位置来确定被测体的温度。该方法可以减少因测量误差、测量系统的精确度、以及入射激光光强、激光波长、测温距离、测量角度、还有包括气流和杂质等环境因素所带来的测量误差，提高光声温度测量的精确度和稳定性，并进一步扩展了该非接触式光声温度测量方法的适用范围。

2.本发明提供的温度测量系统，可实现温度的非接触测量，无需接触被测体、反应速度快，且该温度测量系统可提供多个不同波长的短脉冲激光来照射被测体，并相应地获取多个被测体发出的光声信号。即通过改变入射激光波长来多次测量被测体的温度，可以减小测量系统、环境、目标状态及测量角度等因素对测量结果的影响，从而提高温度测量的准确性。

3.本发明提供的温度获取装置，获取多个不同波长的激光照射被测体后被测体产生的光声信号的强度，并通过现有的比较标准的光声-温度对应表来获取所检测到的光声信号强度所对应的初始测量温度，然后通过求平均值等方法来确定被测体的测量温度。可以降低利用单波长激光照射所带来的测量误差，提高测量精确度。

4.本发明提供的温度获取装置，在获取不同波长激光对应的光声信号的强度后，将其在坐标系中的位置与事先获取的比较标准的相应波长对应的光声信号强度在坐标系中的位置进行比较，该比较是一种相对比较，可有效去除系统以及外部因素对光声信号强度的影响从而对测量结果的影响，提高测量精度。

附图说明

图1 是本发明实施例1的一种温度测量方法流程图；

图2 是本发明实施例1的一种根据光声信号强度获取被测体温度的方法流程图；

图3 是本发明实施例2的一种根据光声信号强度获取被测体温度的方法流程图；

图4 是本发明实施例2中的每相邻两个标注点之间的斜率示意图；

图5 是本发明实施例2的各标注点的拟合直线示意图；

图6 是本发明实施例2的各标注点的多条拟合直线示意图；

图7 是本发明实施例3的温度测量系统的结构示意图；

图8 是本发明实施例4的温度获取装置的结构框图；

图9 是本发明实施例5的另一温度获取装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的内容，下面结合附图和实施例对本发明所提供的技术方案作进一步的详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种温度测量的方法，包括以下步骤：

S1：用至少两个不同波长的激光分别照射被测体。例如可以采用五个波长分别为700、750、800、850、900nm的激光分别照射被测体。当然，在精度要求不高的情况下，也可以仅选择两个或三个或四个不同波长的激光分别照射被测体，对于精度要求较高的场合，也可以选择五个以上的不同波长激光来照射被测体；

S2：分别检测被测体吸收至少两个不同波长的激光能量后升温膨胀所产生的光声信号的强度。例如，当采用五个不同波长的激光照射时，可以分别检测到被测体吸收该五个不同波长的激光能量后升温膨胀所产生的光声信号的强度，如果是利用其他个数的不同波长激光来照射被测体，则检测相应个数的被测体因吸收激光能量而产生的光声信号的强度；

S3：根据所检测到的光声信号的强度获取被测体的温度。

本实施例提供的温度测量方法为非接触器式温度测量法，且通过多个不同波长的短脉冲激光分别照射被测体，多次获取被测体的光声信号强度，最后根据该多个入射激光波长与光声信号强度的对应关系来确定被测体的温度。该方法可以减少因测量误差、测量系统的精确度、以及入射激光光强、激光波长、测温距离、测量角度、还有包括气流和杂质等环境因素所带来的测量误差，提高光声温度测量的精确度和稳定性，并进一步扩展了该非接触式光声温度测量方法的适用范围。

优选地，如图2所示，上述步骤S3中根据所检测到的光声信号强度获取被测体的温度的具体实现过程可以如下：

S31：通过光声-温度对应表获取所检测到的光声信号的强度分别对应的被测体的初始测量温度，其中该光声-温度对应表是通过事先获取被测体在不同波长激光照射下产生的光声信号的强度随温度的变化规律得到的；

S32：根据上述被测体在被至少两个不同波长的激光照射后产生的光声信号强度分别对应的被测体的初始测量温度来确定被测体的温度，具体可采用求平均值法或加权法等。

上述步骤S31和S32，可以通过现有的比较标准的光声-温度对应表来获取所检测到的光声信号强度所对应的初始测量温度，然后通过求平均值等方法来确定被测体的测量温度。如此可以降低测量误差，提高测量精确度。事先获取光声-温度对应表时，可以利用传统的接触式温度测量方法获取被测体准确的温度。

具体地，上述步骤S31通过光声-温度对应表获取所检测到的光声信号的强度分别对应的被测体的初始测量温度的具体过程可以为：

而当所检测到的光声信号的强度不存在于光声-温度对应表中时，通过线性拟合方法或插值法等来确定被测体的初始测量温度，以提高温度测量精度。

上述光声-温度对应表中的温度间隔为1℃，以保证在分别检测到被测体吸收多个不同波长的激光能量产生的光声信号强度后，根据光声信号强度确定被测体温度时其误差不会超过1℃。

实施例2

本实施例提供了另一种温度测量方法，如图3所示，与上述实施例1的区别在于：在用至少两个不同波长的激光分别照射被测体，并分别检测被测体吸收至少两个不同波长的激光能量后升温膨胀所产生的光声信号的强度后，本实施例根据所检测到的光声信号的强度获取被测体的温度的具体实现过程可以如下：

S231：建立以波长为横坐标、光声信号强度为纵坐标的坐标系；

S232：将至少两个不同波长激光所对应的光声信号强度分别标注于坐标系中，相应形成至少两个不同标注点，例如，当利用五个不同波长的激光照射被测体时，五个不同波长对应五个光声信号强度，那么坐标系中就有五个标注点；

S233：根据至少两个不同标注点在坐标系中的位置获取被测体的温度，当使用五个不同波长的激光照射被测体时，就根据五个标注点在坐标系中的位置来获取被测体的温度。

本实施例提供的温度测量方法，在获取不同波长激光对应的光声信号的强度后，直接根据不同波长激光对应的光声信号的强度在坐标系中的位置来获取被测体温度，利用该方法来确定被测体的温度是考虑到即使是同一个温度测量系统，其激光产生器发射的光强也会有一定起伏且光声信号探测器的探测灵敏度也不是恒定不变的，而光声信号强度易受发射激光光强、角度、被测体和光声信号探测器的性能影响，因此直接比较光声信号强度有可能造成较大的误差。而利用不同波长激光对应的光声信号强度在坐标系中的位置来比较是一种相对比较，可有效去除系统以及外部因素的影响，提高测量精度。

本实施例的提供的温度测量方法特别适用于至少用三个不同波长的激光照射被测体，并分别检测被测体吸收至少三个不同波长的激光能量后升温膨胀所产生的至少三个光声信号的强度的情况。

具体地，上述步骤S233根据至少两个不同标注点在坐标系中的位置获取被测体的温度的具体过程如下：

首先，获取每相邻两个标注点之间的斜率，例如，当利用五个波长分别为700、750、800、850、900nm激光照射被测体时，即分别获取坐标系中700nm波长所对应的标注点与750nm波长所对应的标注点之间的斜率k21、750nm波长所对应的标注点与800nm波长所对应的标注点之间的斜率k22、800nm波长所对应的标注点与850nm波长所对应的标注点之间的斜率k23、850nm波长所对应的标注点与900nm波长所对应的标注点之间的斜率k24，如图4所示；

然后，分别获取相邻两个标注点之间的斜率与事先获取的不同温度下的相应两个波长激光所对应的光声信号强度之间的斜率的差值，当利用五个波长分别为700、750、800、850、900nm激光照射被测体时，即将上述斜率k21与事先获取的该被测体在温度T₁下的相应两个波长激光(700nm波长激光与750nm波长激光)所对应的光声信号强度之间的斜率相比获取其差值C₁₁，将上述斜率k22与事先获取的该被测体在温度T₁下的相应两个波长激光(750nm波长激光与800nm波长激光)所对应的光声信号强度之间的斜率相比获取其差值C₁₂，将上述斜率k23与事先获取的该被测体在温度T₁下的相应两个波长激光(800nm波长激光与850nm波长激光)所对应的光声信号强度之间的斜率相比获取其差值C₁₃，将上述斜率k24与事先获取的该被测体在温度T₁下的相应两个波长激光(850nm波长激光与900nm波长激光)所对应的光声信号强度之间的斜率相比获取其差值C₁₄，并分别获取温度T₂下的上述差值C₂₁、C₂₂、C₂₃、C₂₄……，以及温度T_n下的上述差值C_n1、C_n2、C_n3、C_n4。

最后，当各相邻两个标注点之间的斜率与事先获取的某一温度下的相应两个波长之间的斜率的差值的绝对值之和最小或各斜率差值的方差最小时，则将该温度作为被测体的温度。例如，当使用上述五个不同波长的激光照射被测体时，分别计算上述n组差值的绝对值之和或方差，当发现温度T_i下的上述差值C_i1、C_i2、C_i3、C_i4的绝对值之和或方差与其他温度下的差值的绝对值之和或方差相比为最小时，则将温度T_i作为被测体的温度。

上述事先获取该被测体在不同温度下的相应两个波长激光所对应的光声信号强度之间的斜率时，其温度间隔为1℃，甚至也可以为0.5摄氏度，以尽量减少温度测量的误差，提高测量精度。

本实施例在检测到至少三个不同波长的激光所对应的光声信号强度后，建立波长为横坐标、光声信号强度为纵坐标的坐标系并获取每相邻两个标注点之间的斜率，并与事先获取的标准的相同两个波长对应的光声信号强度之间的斜率相比来确定被测体的温度，可进一步提高温度测量的准确度。另外，在获取不同波长激光对应的光声信号强度之后，可以用该实施例获取的被测体温度与利用实施例1获取的被测体温度进行比较，以消除因数据处理失误而带来的温度测量偏差。在事先获取上述不同激光波长对应的光声信号强度之间的斜率时，在保持被测体温度不变的情况下用不同波长的激光照射被测体，记录该波长激光激发出的光声信号强度，该不同波长的激光的波长间隔为5nm。在利用该具体实施方式获取被测体温度时，选取与测量时的相邻波长激光相同的波长来计算斜率。

作为本实施例的其他可替换实施方式，上述步骤S233根据不同标注点在坐标系中的位置获取被测体的温度的具体过程还可为：

首先，获取至少三个不同标注点在坐标系中的直线拟合度，即判断该至少两个不同标注点在坐标系中的位置是否为大致处于同一直线上，例如，当利用五个波长分别为700、750、800、850、900nm的激光照射被测体时，则通过直线拟合度判断该五个波长分别对应的标注点在坐标系中位置是否大致处于同一直线上。

然后，当至少两个不同标注点在坐标系中的直线拟合度大于预设阈值时，即各标注点在坐标系中的位置大致处于同一直线上时，则进行线性拟合，并获取拟合直线的斜率以及其与坐标轴的交点，并将其与事先获取的被测体在不同温度下对应的拟合直线相比较来确定被测体的温度。在这里，直线拟合度的预设阈值可以根据实际测量情况灵活设置，例如可以是0.9，优选地为0.95，进一步优选地为0.98，当精度要求很高时为0.99。例如，当利用上述五个不同波长的激光照射被测体时，如果该五个不同波长的激光所对应的光声信号强度在坐标系中的标注点位置大致处于同一直线上时，则进行线性拟合，如图5所示，获得拟合直线的斜率k25以及其与纵坐标轴的交点(0，a2)，并将该斜率k25和交点(0，a2)与事先获取的被测体在不同温度下不同激光波长与对应光声信号强度的拟合直线的斜率和坐标轴交点相比，并将斜率差值和交点差值均最小的所对应的温度作为被测体的温度。

当至少两个不同标注点在坐标系中的直线拟合度小于预设阈值时，即当至少两个不同标注点在坐标系中的位置基本不处于同一直线上时，则线性拟合出多个拟合直线并将拟合出的多个斜率分别与事先获取的被测体在不同温度下对应的多个拟合直线斜率相比较来确定被测体的温度，当使用五个不同波长的激光来照射被测体时，其所对应的光声信号强度在坐标系中的标注点位置基本不处于同一直线上时，根据直线拟合度来将标注点拟合出两条或更多条直线。例如，如图6所示，根据直线拟合度可以判断出波长为750、800、850、900nm的激光所对应的标注点可以拟合成一条直线，其斜率为k27；波长为700与750nm的激光所对应的标注点可以拟合成一条直线，其斜率为k26，将这两条拟合直线的两个斜率k26、k27分别与事先获取的被测体在不同温度下对应的两个拟合直线斜率相比较。如果斜率k26、k27与事先获取的某一温度对应的两个拟合直线斜率的差值均最小，那么被测体的温度即为该温度。

上述将入射激光的波长与其对应的光声信号强度近似拟合为一条或多条直线的实施方式，当用于照射被测体的不同波长激光的数目较多时，与上述获取每相邻两个波长激光对应的光声信号强度之间的斜率的实施方式相比，计算过程更简单、数据处理也更方便。

在检测到不同波长激光对应的光声信号强度后，可根据实际需要单独利用实施例1或实施例2的方法来获取被测体的温度，也可以利用一个实施例获取的温度去验证另一个实施例获取的被测体温度，由此可以减少在根据不同波长激光对应的光声信号强度获取被测体温度时的数据处理失误，从而提高获取的被测体温度的精确度。

实施例3

如图7所示，本实施例提供了一种温度测量系统，包括：

激光产生器1，用于提供至少两个不同波长的短脉冲激光来照射被测体以产生光声信号，该激光产生器1为多波长调谐脉冲激光器(OPO激光器)，其提供的激光波长范围主要在红光及近红外区域680nm～1200nm，也可以由多个不同波长的单脉冲激光器通过光纤集成组成，还可以由多个不同波长的半导体激光器组成；

光声信号探测器3，设置在被测体附近，用于分别检测被测体吸收不同波长的激光能量后升温膨胀所产生的光声信号的强度，该光声信号探测器3为超声换能器，其中心频率范围在1MHz～60MHz之间，具体可为单个超声探头或阵列超声探头或水听器或聚焦换能器或临床用B超探头；

处理器7，用于根据所检测到的光声信号的强度获取被测体的温度。

本实施例提供的温度测量系统可实现温度的非接触测量，无需接触被测体、反应速度快，且该温度测量系统可提供多个不同波长的短脉冲激光来照射被测体，并相应地获取多个被测体发出的光声信号。即通过改变入射激光波长来多次测量被测体的温度，可以减小测量系统、环境、目标状态及测量角度等因素对测量结果的影响，从而提高温度测量的准确性。

优选地，本实施例中的处理器7通过运行一系列指令，来执行上述实施例1和实施例2中的根据所检测到的光声信号强度获取被测体温度的步骤，从而使得该温度测量系统最终获取被测体的温度。

优选地，本实施例提供的温度测量系统还包括：

脉冲发射接收器4，用于接收光声信号探测器3检测到的光声信号的强度并进行放大处理；

信号采样器5，用于对脉冲发射接收器4接收的光声信号强度进行采样处理，并将采样处理后的信号输入到处理器7。

脉冲发射接收器4主要用于将光声信号探测器3转换过来的电信号进行放大处理以使得后续的信号采样器5可以准确采样、信号采样器5可以将脉冲发射接收器4输出的模拟信号转换为数字信号以方便处理器7的运算得出被测体温度。

优选地，本实施例提供的温度测量系统还包括：

分束器2，用于将激光产生器1发出的激光分成两束，且该分束器2可准确控制各分束激光的光强，其中一分束激光用于照射被测体以产生光声信号，该分束激光的光强为激光产生器1发出的激光光强的90％；

激光能量计8，用于检测另一分束激光的光强以获取激光产生器1发出的激光强度，实时监控输出的激光能量，该激光能量计8与处理器7连接将其实时获取的该分束激光的光强传输给处理器7。

本实施例提供的温度测量系统中的分束器和激光能量计可以实时获取每次测量时的激光产生器发出的激光强度，并将其输入处理器中，在计算被测体温度时，可修正因入射光强不稳定带来的温度测量误差，进一步提高测量精度。

优选地，本实施例提供的温度测量系统还可包括：

瞄准器9，用于将激光产生器1发出的短脉冲激光准确投射到被测体上，该瞄准器9可为准直透镜；

示波器6，接收脉冲发射接收器4进行放大处理后的光声信号，并实时显示。

实施例4

如图8所示，本实施例提供了一种温度获取装置，其可以应用于实施例3中的处理器，该温度获取装置包括：

初始测量温度获取模块M11，用于通过光声-温度对应表获取所检测到的光声信号的强度分别对应的被测体的初始测量温度，其中光声-温度对应表是通过事先获取被测体在不同波长激光照射下所产生的光声信号的强度随温度的变化规律得到的；

被测体温度确定模块M12，用于根据被测体在被至少两个不同波长的激光照射后产生的光声信号强度分别对应的被测体的初始测量温度来确定被测体的温度。

本实施例提供的温度获取装置，通过现有的比较标准的光声-温度对应表来获取所检测到的光声信号强度所对应的初始测量温度，然后通过求平均值等方法来确定被测体的测量温度。可以降低利用单波长激光照射所带来的测量误差，提高测量精确度。

具体地，初始测量温度获取模块M11可包括：

第一初始测量温度确定单元M111，用于当所检测到的光声信号的强度存在于光声-温度对应表中时，直接根据所检测到的光声信号的强度确定被测体的初始测量温度；

第二初始测量温度确定单元M112，用于当所检测到的光声信号的强度不存在于光声-温度对应表中时，通过线性拟合方法确定被测体的初始测量温度。

实施例5

如图9所示，本实施例提供了另一种温度获取装置，其可以应用于实施例3中的处理器，该温度获取装置包括：

坐标系建立模块M21，用于建立以波长为横坐标、光声信号强度为纵坐标的坐标系；

标注模块M22，用于将至少两个不同波长激光所对应的光声信号强度分别标注于坐标系中，相应形成至少两个不同标注点；

温度计算模块M23，用于根据至少两个不同标注点在坐标系中的位置获取被测体的温度。

因为温度测量系统其激光产生器发射的光强和光声信号探测器的探测灵敏度等均不是恒定不变的，而光声信号强度易受发射激光光强、角度和光声信号探测器的性能等影响，在获取不同波长激光对应的光声信号的强度后直接根据不同波长激光对应的光声信号强度来获取被测体的温度容易造成较大的测量误差。因此，本实施例提供的温度获取装置，根据不同波长激光对应的光声信号的强度在坐标系中的位置来获取被测体温度，可有效去除系统以及外部因素的影响，提高测量精度。

具体地，温度计算模块M23包括：

本实施例提供的温度获取装置，将各相邻波长激光对应的光声信号的强度在坐标系中对应的斜率分别与事先获取的比较标准的相应波长对应的光声信号强度在坐标系中的斜率进行比较，该比较是一种相对比较，可有效去除系统以及外部因素对光声信号强度的影响从而对测量结果的影响，提高测量精度。

作为本实施例的其他可变换实施方式，温度计算模块M23也可包括：

与上述获取每相邻两个标注点之间的斜率并获取其与事先获取的相应波长之间的斜率差值相比，当不同波长的入射激光足够多时，本具体实施方式在进行斜率比较时相对比较简单，因此可以更快地获取准确的被测体温度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种温度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

用至少两个不同波长的激光分别照射被测体；

分别检测所述被测体吸收所述至少两个不同波长的激光能量后升温膨胀所产生的光声信号的强度；

根据所检测到的所述光声信号的强度获取所述被测体的温度；

所述根据所检测到的所述光声信号的强度获取所述被测体的温度的步骤包括：

通过光声-温度对应表获取所检测到的所述光声信号的强度分别对应的所述被测体的初始测量温度，其中所述光声-温度对应表是通过事先获取所述被测体在不同波长激光照射下所产生的光声信号的强度随温度的变化规律得到的；

根据所述被测体在被所述至少两个不同波长的激光照射后产生的光声信号强度分别对应的所述被测体的初始测量温度来确定所述被测体的温度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过光声-温度对应表获取所检测到的所述光声信号的强度分别对应的所述被测体的初始测量温度的步骤，包括：

当所检测到的所述光声信号的强度存在于所述光声-温度对应表中时，直接根据所检测到的所述光声信号的强度确定所述被测体的初始测量温度；

当所检测到的所述光声信号的强度不存在于所述光声-温度对应表中时，通过线性拟合方法确定所述被测体的初始测量温度。

3.一种温度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

用至少两个不同波长的激光分别照射被测体；

建立以波长为横坐标、光声信号强度为纵坐标的坐标系；

将所述至少两个不同波长激光所对应的所述光声信号强度分别标注于所述坐标系中，相应形成至少两个不同标注点；

根据所述至少两个不同标注点在所述坐标系中的位置获取所述被测体的温度；

所述根据所述至少两个不同标注点在所述坐标系中的位置获取所述被测体的温度的步骤包括：

获取每相邻两个标注点之间的斜率；

当各相邻两个标注点之间的斜率与事先获取的某一温度下的相应两个波长之间的斜率的差值的绝对值之和最小或各斜率差值的方差最小时，则将该温度作为所述被测体的温度。

4.一种温度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

用至少两个不同波长的激光分别照射被测体；

建立以波长为横坐标、光声信号强度为纵坐标的坐标系；

获取所述至少两个不同标注点在所述坐标系中的直线拟合度；

当所述至少两个不同标注点在所述坐标系中的直线拟合度大于预设阈值时，则进行线性拟合，并获取拟合直线的斜率以及其与坐标轴的交点，并将其与事先获取的所述被测体在不同温度下对应的拟合直线相比较来确定所述被测体的温度；

当所述至少两个不同标注点在所述坐标系中的直线拟合度小于预设阈值时，则线性拟合出多个拟合直线并将拟合出的多个斜率分别与事先获取的所述被测体在不同温度下对应的多个拟合直线斜率相比较来确定所述被测体的温度。

5.一种温度测量系统，其特征在于，包括：

光声信号探测器，设置在所述被测体附近，用于分别检测所述被测体吸收所述至少两个不同波长的激光能量后升温膨胀所产生的光声信号的强度；

处理器，用于根据所检测到的所述光声信号的强度获取所述被测体的温度；

6.如权利要求5所述的温度测量系统，其特征在于，还包括：

脉冲发射接收器，用于接收所述光声信号探测器检测到的光声信号的强度并进行放大处理；

信号采样器，用于对所述脉冲发射接收器接收的光声信号强度进行采样处理，并将采样处理后的信号输入到所述处理器。

7.如权利要求5所述的温度测量系统，其特征在于，还包括：

分束器，用于将所述激光产生器发出的激光分成两束，其中一分束激光用于照射所述被测体以产生光声信号；

激光能量计，用于检测另一分束激光的光强，并将其传输给所述处理器，以获取所述激光产生器发出的激光强度。

8.如权利要求5所述的温度测量系统，其特征在于，所述激光产生器为多波长调谐脉冲激光器、或由多个不同波长的单脉冲激光器通过光纤集成组成、或者由多个不同波长的半导体激光器组成。

9.如权利要求5-8中任一项所述的温度测量系统，其特征在于，所述光声信号探测器为单个超声探头或阵列超声探头或水听器或聚焦换能器或临床用B超探头。

10.一种温度获取装置，其特征在于，包括：

初始测量温度获取模块，用于通过光声-温度对应表获取所检测到的光声信号的强度分别对应的被测体的初始测量温度，其中所述光声-温度对应表是通过事先获取所述被测体在不同波长激光照射下所产生的光声信号的强度随温度的变化规律得到的；

被测体温度确定模块，用于根据所述被测体在被至少两个不同波长的激光照射后产生的光声信号强度分别对应的所述被测体的初始测量温度来确定所述被测体的温度。

11.如权利要求10所述的温度获取装置，其特征在于，所述初始测量温度获取模块包括：

第一初始测量温度确定单元，用于当所检测到的所述光声信号的强度存在于所述光声-温度对应表中时，直接根据所检测到的所述光声信号的强度确定所述被测体的初始测量温度；

第二初始测量温度确定单元，用于当所检测到的所述光声信号的强度不存在于所述光声-温度对应表中时，通过线性拟合方法确定所述被测体的初始测量温度。

12.一种温度获取装置，其特征在于，包括：

标注模块，用于将至少两个不同波长激光所对应的所述光声信号强度分别标注于所述坐标系中，相应形成至少两个不同标注点；

温度计算模块，用于根据所述至少两个不同标注点在所述坐标系中的位置获取被测体的温度；

所述温度计算模块包括：

温度确定单元，当各相邻两个标注点之间的斜率与事先获取的某一温度下的相应两个波长之间的斜率的差值的绝对值之和最小或各斜率差值的方差最小时，则将该温度作为所述被测体的温度。

13.一种温度获取装置，其特征在于，包括：

所述温度计算模块包括：

直线拟合度获取单元，用于获取所述至少两个不同标注点在所述坐标系中的直线拟合度；

第一温度确定单元，当所述至少两个不同标注点在所述坐标系中的直线拟合度大于预设阈值时，则进行线性拟合，并获取拟合直线的斜率以及其与坐标轴的交点，并将其与事先获取的所述被测体在不同温度下对应的拟合直线相比较来确定所述被测体的温度；

第二温度确定单元，当所述至少两个不同标注点在所述坐标系中的直线拟合度小于预设阈值时，则线性拟合出多个拟合直线并将拟合出的多个斜率分别与事先获取的所述被测体在不同温度下对应的多个拟合直线斜率相比较来确定所述被测体的温度。