CN111542737A - 对包装食品产品的非侵入式温度测量 - Google Patents

Abstract

一种非侵入式温度测量系统包括超声换能器，所述超声换能器被配置用于朝向产品包装发射超声刺激脉冲。超声接收器被配置用于根据电信号生成反射超声波形，所述电信号表示来自所述产品包装的多个表面的多个反射超声脉冲的物理特性。第一反射超声脉冲来自所述产品包装的最接近所述换能器的第一侧，并且第二反射超声脉冲来自产品包装的距所述换能器最远的第二侧。信号处理器处理所述反射超声波形以确定所述第一反射超声脉冲与所述第二反射超声脉冲之间的时滞。然后将所述时滞与所述产品包装中的产品的温度相关联。所述超声刺激脉冲不会在过冷流体中引起冰成核。

Description

对包装食品产品的非侵入式温度测量

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年11月17日提交的美国临时专利申请序列号62/587,567的权益，所述美国临时专利申请的披露内容通过引用明确地并入本文。

背景

包装食品产品在销售点通常维持在期望的温度。例如，包装食品产品(诸如，饮料)可以在便利店或其他批发商店的冷却器内维持在期望的温度。类似地，包装食品产品(诸如，饮料)可以在自动售货机中维持在期望的温度。然而，相对于售出的产品数量，这种设备将大量的产品维持在期望的温度。同样，在设备的给定隔室内，为所有产品维持单个温度设定点。虽然对包装食品产品进行冷却的设备可能具有特定的温度设定点，但由于产品使用情况的变化(例如，从自动售货机中分配产品或从冷却器中移除产品)、重新存放环境温度的产品的变化、储存体积内的气流模式的变化以及其他此类变化，因此难以确保给定包装食品产品的温度在给定时间是处于期望的饮用温度。此外，以简单的非侵入式方式快速且准确地确定包装食品产品的温度也是困难的。

概述

本披露内容的各方面提供了一种非侵入式温度测量系统。所述非侵入式温度测量系统包括超声换能器，所述超声换能器被配置用于产生指向产品包装的超声刺激脉冲。所述非侵入式温度测量系统还包括超声接收器，所述超声接收器被配置用于根据电信号生成反射超声波形，所述电信号表示来自所述产品包装的多个表面的多个反射超声脉冲的物理特性。所述非侵入式温度测量系统还包括信号处理器，所述信号处理器被配置用于接收和处理所述反射超声波形并确定所述多个反射超声脉冲中的两个反射超声脉冲之间的时滞。所述非侵入式温度测量系统还包括数据库，所述数据库包括多个表，其中，所述表中的一个表将所述时滞与所述产品包装中的产品的温度相关联。

在本披露内容的一些方面，所述多个反射超声脉冲包括来自所述产品包装的第一侧的第一反射超声脉冲以及来自所述产品包装的第二侧的第二反射超声脉冲，其中，在所述第一反射超声脉冲与所述第二反射超声脉冲之间存在所述时滞。

在本披露内容的一些方面，所述多个反射超声脉冲包括在所述第一反射超声脉冲与所述第二反射超声脉冲之间的第三反射超声脉冲。

在本披露内容的一些方面，所述信号处理器进一步被配置用于基于接收到所述第三反射超声脉冲来检测所述产品中的冰。

在上述披露内容的方面中的任一方面，所述超声刺激脉冲具有从0.1到10MHz的工作频率、100到100,000Pa的工作幅度、以及0.5到20个声学循环的脉冲持续时间。

在上述披露内容的方面中的任一方面，所述超声刺激脉冲具有0.4到2.25MHz之间的工作频率、500到2000Pa之间的工作幅度、以及1到5个声学循环的脉冲持续时间。

在上述披露内容的方面中的任一方面，所述超声刺激脉冲产生的机械指数小于1.4

在上述披露内容的方面中的任一方面，所述非侵入式温度测量系统进一步包括控制器，所述控制器被配置用于与所述信号处理器进行通信以接收所述时滞，其中，所述控制器访问所述表中的将所接收到的时滞与所述产品的温度相关联的所述一个表。

在上述披露内容的方面中的任一方面，所述表中的各个表将时滞与不同产品的温度相关联。

在上述披露内容的方面中的任一方面，所述表中的所述一个表包括多个行，其中，每行标识时滞值和相应的温度值，并且其中，每个连续行的所述时滞值的偏移量大于或等于0.01μs。

本披露内容的第二方面提供了一种快速冷藏系统。所述快速冷藏系统包括冷却储器，所述冷却储器包括在其中具有孔的顶部、底部以及在所述顶部与所述底部之间延伸的侧壁，其中，所述冷却储器被适配成用于对其中的产品包装进行冷却。所述快速冷藏系统还包括超声换能器，所述超声换能器处在所述冷却储器中并被配置用于发射超声刺激脉冲。所述快速冷藏系统还包括包装处理系统，所述包装处理系统包括被适配成用于夹持所述产品包装的夹持器机构，所述包装处理系统被配置用于将所述产品包装插入所述冷却储器中并操纵所述冷却储器中的所述产品包装。所述快速冷藏系统还包括超声接收器，所述超声接收器被配置用于根据电信号生成反射超声波形，所述电信号表示来自所述产品包装的多个表面的多个反射超声脉冲的物理特性。所述快速冷藏系统还包括处理器，所述处理器被配置用于处理所述反射超声波形并确定所述多个反射超声脉冲中的两个反射超声脉冲之间的时滞，并且将所述时滞与所述产品包装中的产品的温度相关联。

在本披露内容的第二方面中的一些方面，所述冷却储器被配置用于将其中的冷却流体维持在冷却温度。

在上述披露内容的第二方面中的任一方面，所述快速冷藏系统进一步包括产品识别系统，所述产品识别系统被配置用于识别所述产品包装，其中，所述处理器被配置用于基于对所述产品包装的识别，将所述时滞与所述产品包装中的所述产品的温度相关联。

在上述披露内容的第二方面中的任一方面，所述快速冷藏系统进一步包括数据库，所述数据库包括多个表，其中，所述表中的一个表将所述时滞与所述产品包装中的所述产品的所述温度相关联。

在上述披露内容的第二方面中的任一方面，所述多个反射超声脉冲包括来自所述产品包装的第一侧的第一反射超声脉冲以及来自所述产品包装的第二侧的第二反射超声脉冲，其中，在所述第一反射超声脉冲与所述第二反射超声脉冲之间存在所述时滞。

在本披露内容的第二方面中的一些方面，所述多个反射超声脉冲包括在所述第一反射超声脉冲与所述第二反射超声脉冲之间的第三反射超声脉冲。

在本披露内容的第二方面中的一些方面，所述信号处理器进一步被配置用于基于所述第三反射超声脉冲来检测所述产品中的冰。

在上述披露内容的第二方面中的任一方面，所述超声刺激脉冲具有从0.1到10MHz的工作频率、100到100,000Pa的工作幅度、以及0.5到20个声学循环的脉冲持续时间。

在上述披露内容的第二方面中的任一方面，所述超声刺激脉冲具有0.4到2.25MHz之间的工作频率、500到2000Pa之间的工作幅度、以及1到5个声学循环的脉冲持续时间。

在上述披露内容的第二方面中的任一方面，所述超声刺激脉冲产生的机械指数小于1.4

通过以下结合附图和权利要求作出的详细描述将更清晰地理解这些和其他特征。

附图说明

为了更加完整地理解本披露内容，现在参考结合附图和详细描述作出的以下简要描述，其中，相同附图标记表示相同部分。

图1展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的快速冷藏系统。

图2展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的快速冷藏系统的子系统。

图3展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的快速冷藏系统的非侵入式温度测量子系统。

图4展示了用于将所接收到的超声波形与适用于实施本披露内容的若干实施例的产品的温度相关联的处理顺序。

图5展示了超声收发器相对于适用于实施本披露内容的若干实施例的瓶子的放置。

图6展示了超声收发器相对于适用于实施本披露内容的若干实施例的罐的放置。

图7展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的快速冷藏系统的非侵入式冰检测子系统。

图8展示了所接收到的超声波形，所述超声波形示出了适用于实施本披露内容的若干实施例的对模拟冰晶的检测。

图9展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的示例性计算机系统。

详细描述

一开始，应理解的是，尽管下文说明了一个或多个实施例的说明性实施方式，但是可以使用任何数量的技术(不论是当前已知的还是存在的技术)来实施所披露的系统和方法。本披露内容决不应以任何方式受限于下文说明的说明性实施方式、附图和技术，而是可以在所附权利要求的范围连同其等效物的完整范围内加以修改。使用短语“和/或”指示可以使用选项清单中的任一个或任何组合。例如，“A、B、和/或C”意指“A”、或“B”、或“C”、或“A和B”、或“A和C”、或“A和B和C”。

为了清楚起见，贯穿本说明书，术语“超声脉冲”是指所发射超声波的介质(例如，产品包装中的产品、产品包装和/或产品包装周围的冷却流体)中的物理压力脉冲。同样地，贯穿本说明书，术语“波形”是指图形或表示描绘电信号的图形的数据，所述电信号在定时和幅度上与超声脉冲的压力脉冲相对应。

包装食品产品的温度基于被配置用于对所述包装食品产品进行冷却的设备的工作条件而变化。然而，难以确定给定包装食品产品在给定时间的温度。对包装食品产品的温度的直接测量可以通过热电偶探针来完成，但是这种测量会刺穿产品包装。对包装食品产品的非侵入式温度测量可以利用红外温度传感器来完成。然而，这仅测量包装食品产品的表面温度。对于充当绝缘体的塑料包装中包含的许多食品产品而言，这种表面温度不能准确地反映包装食品产品的温度。即使利用导热包装(诸如，铝罐)，表面温度也不能说明包装食品产品内的任何温度梯度。还要注意的是，高反射性的表面将无法准确地指示内容物的温度。

因此，本文披露了一种超声温度测量系统，所述超声温度测量系统有助于对包装食品产品的内部产品温度进行非侵入式准确温度测量。在一些实施方式中，当在冷却流体浴中操纵包装食品产品以将所述包装食品产品快速冷却到期望温度时，超声温度测量系统用于快速冷藏系统中。超声温度测量系统还可以有助于检测包装食品产品内冰的形成。

在一些实施方式中，超声换能器可以位于其中具有冷却流体的冷却储器内。包装处理系统被配置用于将包装食品产品浸入冷却储器的冷却流体内。随着包装食品产品被冷却，超声换能器可以周期性地发射超声温度感测脉冲。超声温度感测脉冲将从包装的最接近超声换能器的近侧反射回来，以产生第一反射脉冲。超声温度感测脉冲还将穿过包装、行进通过其中包含的食品产品，并且从包装的距超声换能器最远的远侧反射回来，以产生第二反射脉冲。超声换能器检测到这两个反射脉冲，从而产生表示反射脉冲的幅度和定时的电信号。超声接收器可以处理由超声换能器产生的电信号以产生反射超声波形。对反射超声波形进行处理以确定这两个反射脉冲之间的时滞。时滞将与包装内包含的食品产品的温度相关联。在本披露内容的各个实施例中，包装食品产品是包装饮料产品。

快速冷藏系统可以是用于按需加工冷藏包装食品产品的系统的一部分。更具体地，教导了冷藏包装食品产品递送平台，所述冷藏包装食品产品递送平台促进消费者选择或限定个人化冷藏食品偏好(例如，冻结得坚硬、稍微冻结、平滑纹理、粗糙纹理、中心软但外部硬、中心硬但外部软、过冷但未冻结、关于食品产品的冻结点、食品产品的选定温度等等)，并且然后响应于消费者选择而执行对主题食品产品的按需加工，以便递送具有所选择的个人化食品偏好的冷藏包装食品产品。

短语“对冷藏包装食品产品的按需加工”意指在将包装食品产品递送给消费者(例如，递送给人以供消费)之前不久(例如，约10秒前、约30秒前、约2分钟前、或少于约5分钟前)执行并完成加工。这种按需加工不同于在中央食品加工厂或工厂对食品产品的加工，其中经加工过的食品产品然后从厂或工厂移除以运输到诸如商店和餐馆等分配点。在后一种情况下，在将包装食品产品递送给消费者之前的数小时(如果不是数天的话)发生加工。

在控制系统的背景下，包装食品产品递送平台可以被认为加工包装内包含的食品。在实施例中，所述平台包括包装识别子系统、包装处理和/或操纵子系统、包装冷藏子系统、包装递送子系统、消费者界面子系统和加工控制子系统。然而，应理解，所述平台可以不同地抽象化、细分或部件化。另外地，所述平台可以包括除以上标识的那些之外的附加或更少的子系统和/或部件。

所述平台控制包装食品产品随时间推移的物理参数，以将食品产品从初始状态转变成消费者选择的最终状态。所述平台可以通过将包装浸入冷藏流体浴中、通过控制冷藏流体浴的温度、以及通过移动和/或搅动冷藏流体浴内的包装来操纵和/或控制包装食品产品随时间推移的温度。速率或加速度、最大每分钟转数(RPM)、维持在最大RPM的时间、减速速率以及移动和/或搅动包装的旋转之间的时间可以由所述平台控制和/或调制。所述平台可以在开环框架中执行这种操纵，所述开环框架基于所识别的产品在预定的时间量内以预定的旋转方案和预定的旋转曲线操纵包装食品产品。产品识别包括食品产品的类型(例如，用糖甜化的碳酸饮料、健怡碳酸饮料、果汁饮料、奶昔、乳品饮料、酸奶产品等)、包装类型(例如，PET碳酸饮料瓶、铝罐、铝瓶、热灌装PET饮料瓶、无菌PET饮料瓶等)、以及包装尺寸(例如20盎司包装、12盎司包装、8盎司包装等)。

在一些实施方式中，所述平台可以在闭环控制框架中执行这种操纵，所述闭环控制框架测量以下各项中的一项或多项：包装内的食品产品的温度、向包装施加的扭矩、向包装施加的线性力、包装的角速度、包装的线速度以及包装和/或平台子系统和/或部件的可能的其他参数。由本未决披露内容提供的非侵入式温度测量允许对所述平台进行准确控制。

所递送的冷藏食品产品的品质或最终状态是冷藏食品产品的初始状态和对包含冷藏食品产品的包装执行的时间累积加工的结果。使用本文中教导的包装食品产品递送平台加工食品产品有助于对独立的物理包装食品加工变量(包装食品产品内部温度、传热系数、包装食品产品的温度梯度、进入冷藏流体温度、排出冷藏流体温度、冷藏流体流速率、向包装施加的扭矩、向包装施加的线性力、包装的角速度、包装的线速度等)的分时段操纵。在本文所教导的包装食品产品递送平台中，控制器监测加工变量并调整对包含冷藏食品产品的包装的分时段操纵。所递送的冷藏食品产品的质量和/或最终状态取决于对包含食品产品的包装的分时段物理操纵。换句话说，冷藏食品产品的最终状态不仅仅是其最终温度和温度梯度的效果而且是其从食品产品的初始状态到达其最终温度和温度梯度的途径的效果。

冷藏包装食品产品递送平台设置有多个冷藏食品加工配方，加工控制子系统使用所述冷藏食品加工配方将冷藏食品产品从初始状态加工到递送的最终状态。控制子系统例如可以接收消费者食品偏好选择并且从这个偏好选择索引或映射到冷藏食品加工配方之一。消费者食品产品偏好选择可以被认为进一步识别特定的冷藏食品产品，例如，可乐冰沙、奶昔冰沙、覆盆子冰沙、草莓冰沙、乳品冻结或其他产品。因此，可以既基于期望的最终状态又基于所选择的或识别的冷藏食品产品、包装类型和包装尺寸来索引到冷藏食品加工配方。发现适当的加工配方之后，控制子系统基于其对加工变量的监测来执行所描述的食品加工。应理解，随时间推移可以增加或添加冷藏食品加工配方，因为新的冷藏食品产品进入市场和/或因为识别和限定新的食品产品偏好。

考虑到对冷藏食品产品的至少一些加工可以在加工的后期完成，例如，在大约消费者伸手去拿包含冷藏食品产品的包装时或甚至在包装在消费者的手中之后。这可以增加消费者的满意度和/或呈现冷藏食品产品的戏剧性。例如，冷藏食品产品递送平台可能能够精心安排亚稳定(例如，过冷的)食品材料刚好在消费者的眼前成核，所述成核实现了从液体或部分液体状态到冻结或部分冻结状态的转变。冷藏食品产品递送平台可以将冷藏食品产品冷藏到亚稳定状态，并且然后向包装施加成核刺激，例如，机械冲击或急剧短暂的线性加速度或者声波或超声波机械刺激。成核是实现材料的相变或状态变化(例如，从流体状态到固体状态(例如，从液体状态到冻结状态))的初始步骤。成核可以被认为是使物质克服阻止其达到热力学平衡的能量势垒的触发事件。

从食品产品的同一初始状态产生食品产品的一系列不同最终状态造成各种技术挑战。例如，为了提供食品产品的不同粒度或纹理，可能期望将食品产品冷藏至低于食品产品的冻结点的亚稳定状态。进一步地，以受控方式提供不同的亚稳定程度(例如，冷藏到食品产品的冻结点以下多少度)可能需要提供显著低于食品产品的冻结点的冷藏流体。尤其在这种亚稳定状态下，重要的是以非侵入式方式检测在+/-1℃内或甚至在小于+/-1℃内的食品产品的温度，以便防止食品产品的过早冻结或在错误的温度下启动冻结。

提供产品的期望粒度或纹理可以取决于亚稳定食品产品的受控成核。在本文所教导的机器和/或平台中，这种受控成核可以由递送子系统提供，所述递送子系统可以提供一系列成核刺激，诸如急剧的物理吹气、声波信号、激光刺激或其他刺激中的一者或多者。此外，成核刺激的频率和/或功率可以随时间推移或随不同食品产品而变化，如食品加工配方中定义。成核可以在冷藏食品产品在冷藏流体中时和/或在冷藏食品产品从冷藏流体移除之后发生。

图1展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的快速冷藏系统100。快速冷藏系统100包括主体102，所述主体围封用于将食品产品快速冷藏到期望温度的多个子系统。快速冷藏系统100的用户界面包括选择旋钮104和显示屏105。显示屏105显示包装食品产品的多个最终状态温度。例如，显示屏105可以显示多个特定温度或温度范围(例如，40℉至45℉、35℉至40℉、32℉、25℉至28℉等)。可以使用其他各个温度或在10℉至50℉之间的温度范围。显示屏上提供的温度选项中的至少一个是低于包装食品产品的冻结点的温度。可替代地或另外地，显示屏可以显示对最终状态温度的描述(例如，冷、非常冷、冰冷、过冷、雪泥、冻结等。)

控制旋钮104被配置用于由消费者旋转以选择所显示的最终状态温度之一。显示屏105上的选择指示突出显示了针对旋转控制旋钮的各个旋转步骤所显示的最终状态温度的不同最终状态温度。在一些实施方式中，控制旋钮104在其中央包括按钮以致动选择。也就是说，在消费者旋转控制旋钮104以在显示屏105上突出显示期望的最终状态温度时，消费者可以致动控制旋钮104的中央的按钮以使包装食品产品快速冷藏到所选择的最终状态温度。

产品门106设置在快速冷藏系统100上，以有助于消费者将处于起始温度的包装食品产品插入快速冷藏系统100中，并从快速冷藏系统100中移除处于最终状态温度的包装食品产品。在一些实施方式中，起始温度可以是快速冷藏系统100外部的环境室温。在一些实施方式中，起始温度可以是低于环境室温且高于最终状态温度的中间温度。例如，包装食品产品可以从诸如将包装食品产品维持在中间温度(例如，35℉至50℉)的冷却器或自动售货机等冷藏储存容器中移除，并插入快速冷藏系统100中。

产品门106可以是手动致动的，诸如竖直地或水平地滑动以打开和关闭产品门106。一个或多个传感器(未示出)可以确定产品门106是打开还是关闭。可以基于产品门传感器指示门是打开还是关闭来调节快速冷藏系统100上的工作流程。例如，响应于检测到产品门106是打开的，显示屏105可以转变为示出关于如何将包装食品产品插入快速冷藏系统100并关闭产品门106的视觉指令的屏幕。在检测到产品门106关闭时，显示屏105可以再次转变为有助于选择期望的最终状态温度的屏幕。考虑了其他工作流程。在一些实施方式中，基于在用户界面上做出的一个或多个选择，产品门106由马达(未示出)自动致动。

考虑了快速冷藏系统100的主体102的其他构型。例如，显示屏105可以是触摸屏显示器。在这样的实施例中，可以省去控制旋钮104和/或位于其中的按钮中的一者或多者。

另外地，用于启动过冷流体中的冰成核的成核器(nucleator)(未示出)可以被结合到快速冷藏系统100的主体102中，或者被设置在快速冷藏系统100的旁边或与其相邻。在一些实施方式中，成核器可以包括在授予尚德(Shuntich)的名称为“SupercooledBeverage Crystallization Slush Device with Illumination[具有照明的过冷饮料结晶雪泥装置]”的美国专利申请公开号2015/0264968中所描述的超声成核装置，所述美国专利申请通过引用以其全文结合在此。

图2展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的快速冷藏系统100的子系统。也就是说，图2展示了移除了外部面板或覆盖层的快速冷藏系统100。如图2所示，快速冷藏系统100包括产品识别子系统108、产品处理子系统110、快速冷藏子系统112、非侵入式温度测量子系统300(在图2中未示出)、洗涤子系统114和冷却子系统116。

基于经由快速冷藏系统100的用户界面对期望的最终状态温度的选择和由产品识别子系统对产品的识别中的一项或多项，控制器子系统126(图2中未示出)可以索引、识别或以其他方式查找针对产品的冷藏食品加工配方。针对产品的冷藏食品加工配方可以控制本文所描述的其他子系统的操作。例如，针对产品的冷藏食品加工配方可以指示由包装处理子系统110在快速冷藏子系统112中加工产品的时间量。针对产品的冷藏食品加工配方可以指示一个或多个产品温度设定点，所述一个或多个产品温度设定点用于改变包装处理子系统110的操作(例如，从快速冷藏子系统112中移除产品，改变产品在快速冷藏子系统112中旋转的方向、速度、加速度，触发一个或多个成核系统以在快速冷藏子系统中启动过冷产品成核等)。在非侵入式温度测量子系统300检测到产品温度设定点时，可以基于针对产品的索引冷藏食品加工配方来改变包装处理子系统110的操作。可替代地或另外地，针对产品的冷藏食品加工配方可以指示用于改变快速冷藏子系统112的操作的一个或多个产品温度设定点。例如，在检测到产品温度设定点时可以打开或关闭一个或多个泵或阀。

在本文中没有提供每个子系统的细节，但是在各个实施例中，可以如在代理人案卷号为10851-007PV1的名称为“system and Method for Rapid Cooling of PackagedFood Products[用于快速冷却包装食品产品的系统和方法]”的共同拥有的申请序列号62/586,454中所描述的那样来实施，所述申请通过引用以其全文结合在此。

图3展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的快速冷藏系统100的非侵入式温度测量子系统300。非侵入式温度测量系统300是快速冷藏子系统112的一部分。快速冷藏子系统112包括具有其中包含有冷藏流体120的储器118。储器118是隔热的以维持冷藏流体120的温度。

储器118具有在其中有孔的顶部、底部以及在顶部与底部之间延伸的一个或多个侧壁。例如，储器118可以具有以下形状：在顶部与底部之间具有单个弯曲侧壁的圆柱形状、在顶部与底部之间具有四个侧壁的箱形形状、或在顶部与底部之间具有一个或多个侧壁的任何其他封闭形状。储器118的底部可以与一个或多个泵和/或阀流体连通，以使冷藏流体120循环，以便与冷却子系统116热连通，从而维持冷藏流体120的温度。在本披露内容的各个实施例中，冷藏流体120可以维持在低于-10℃的温度。

储器118顶部上的孔的尺寸和形状被设计成可接纳包装食品产品，诸如，如图3所示的其中具有食品产品124的产品包装122。在图3中所示的示例中，包装122是饮料瓶，并且食品产品124是饮料。可以使用其他类型的包装和食品产品。包装处理子系统110(图3中未示出)有助于对储器118中的冷藏流体120内的包装122进行插入、移除和操纵，从而将产品124快速冷藏到期望的最终状态温度。

非侵入式温度测量子系统300包括超声换能器302、超声脉冲发生器-接收器304和信号处理器306。超声换能器302是以使得其能够产生通过冷藏流体120指向包装122的超声脉冲308的方式来安装的。在一些实施方式中，超声换能器302安装到储器118的侧壁。

超声换能器302被配置用于当其由超声脉冲发生器-接收器304激励时产生刺激超声脉冲308。换言之，超声脉冲发生器-接收器304被配置用于激励超声换能器302以产生刺激超声脉冲308。当通过包装处理子系统110将包装122放置在储器118内时，朝向储器118的中心或以其他方式朝向包装122产生刺激超声脉冲308。换言之，超声换能器302被配置用于朝向储器118内用于接纳包装122的包装插入位置产生刺激超声脉冲308。刺激超声脉冲308可以具有从0.1到10MHz的工作频率、100到100,000Pa的工作幅度、以及0.5到20个声学循环的脉冲持续时间。在一些实施方式中，超声脉冲308具有0.4到2.25MHz之间的工作频率、500到2000Pa之间的工作幅度、以及1到5个声学循环的脉冲持续时间。

超声换能器302还被配置用于将反射超声脉冲310转换为电压，以由超声脉冲发生器-接收器304进行检测。换言之，超声脉冲发生器-接收器304被配置用于根据由超声换能器302从反射超声脉冲310转换的电压来生成反射超声波形312。超声脉冲发生器-接收器304生成电信号，所述电信号在定时和幅度上与包括所接收到的超声脉冲310的压力振荡相对应。这些电信号在电压与时间的图形上的表示是所检测到的反射超声脉冲310的反射超声波形312。

在一些实施方式中，可以将一个或多个超声换能器配置用于仅发射超声脉冲(例如，刺激超声脉冲308)，并且可以将一个或多个超声换能器配置用于仅接收超声脉冲(例如，反射超声脉冲310)，而不是使单个换能器302发射和接收超声脉冲。同样，虽然以上将超声脉冲发生器-接收器304描述为单个单元，但是可以提供单独的超声脉冲发生器和超声接收器。单独的超声脉冲发生器可以被配置用于激励一个或多个超声换能器。单独的超声接收器可以根据由一个或多个超声换能器转换的电压来生成反射超声波形312，所述一个或多个超声换能器可以与由单独的超声脉冲发生器激励的一个或多个超声换能器相同或不同。

当将食品产品(诸如，饮料)快速冷藏到过冷温度时，不期望基于刺激超声脉冲308意外地启动在食品产品内形成冰的成核位点。基于对具有以上工作参数的刺激超声脉冲308的实验，确定了刺激超声脉冲308仅产生小于或等于

的机械指数。通常，水中空化的机械指数不可能低于

因此，只要由超声换能器302产生的机械指数小于

就可以调整以上所描述的刺激超声脉冲308的工作参数。

刺激超声脉冲308行进通过冷藏流体120并撞击在包装122的近侧上。如本文所使用的术语“近”和“远”是从超声换能器302的角度来看的。例如，包装122的近侧是包装122到换能器302的最接近侧。类似地，包装122的远侧是包装122距换能器的最远侧。在撞击在包装122的近侧上时，刺激脉冲308的一部分被反射回换能器302，以提供反射超声脉冲310中的第一反射超声脉冲。刺激脉冲308的一部分还穿过包装122，行进通过产品124，并撞击在包装122的远侧上。在撞击在包装的远侧上时，刺激脉冲308的第二部分被反射回换能器302，以提供反射超声脉冲310中的第二反射超声脉冲。反射脉冲310中的第二反射脉冲在返回换能器302的途中也行进通过包装122的近侧。

超声脉冲发生器-接收器304接收反射超声脉冲310中的第一反射超声脉冲和第二反射超声脉冲的经转换电压，并将表示反射超声脉冲310的反射超声波形312的信号传递到信号处理器306。信号处理器306处理反射超声波形312，以确定反射脉冲310中的来自包装122的近侧的第一反射脉冲与反射脉冲310中的来自包装122的远侧的第二反射脉冲之间的时滞。基于所确定的时滞，信号处理器306例如使用一个或多个图表或表将时滞与产品124的温度相关联。信号处理器306将产品124的温度报告给快速冷藏系统100的控制器子系统126，所述控制器子系统进而基于检测到的产品124的温度来控制快速冷藏系统100的其他子系统的操作。

出人意料地，已发现测量产品124的温度的这种非侵入式方法对包装122中的流体相对于包装122的运动不敏感。例如，在实验中，将磁力搅拌器放置在其中包含有饮料液体的饮料瓶内。将饮料瓶放置在磁力搅拌板上，并用温度探针测量饮料液体的温度。使用超声换能器来测量超声脉冲通过饮料液体的飞行时间。如下表1中所示，已发现尽管通过使磁力搅拌器搅拌最高达每分钟1200转而提高了瓶中饮料液体的相对速度，但是超声脉冲的飞行时间被确定为在0.01μs以内保持恒定。

表1

虽然非侵入式温度测量子系统300在图3中示出并且在以上描述为检测来自储器118的一侧上的超声换能器302的反射超声脉冲，但是非侵入式温度测量子系统300可以以其他方式被配置用于确定通过产品124的飞行时间测量结果。例如，换能器302可以安装在包装124下方(而不是安装在储器118的侧壁上)，例如作为包装处理子系统110的一部分来检测一个或多个反射脉冲以测量脉冲通过产品124的飞行时间。作为进一步的替代方案，超声脉冲发生器-接收器304可以另外地耦合至储器的与换能器302相对的侧壁上的第二超声换能器(未示出)，以便使用一发一收方法来测量超声脉冲通过产品124的飞行时间。对于使用一个或多个超声换能器和/或接收器测量超声脉冲通过产品124的飞行时间的其他变化对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。

图4展示了用于信号处理器306将所接收到的超声波形与适用于实施本披露内容的若干实施例的产品124的温度相关联的处理顺序。在402处，由信号处理器306接收原始反射超声波形312。原始反射超声波形312在图4的左上角的图形中示出。如图4所示，反射超声波形312包括第一反射波形404，所述第一反射波形由反射超声脉冲310中的来自包装122的近侧的第一反射超声脉冲生成。反射超声波形312还包括第二反射波形406，所述第二反射波形由反射超声脉冲310中的来自包装122的远侧的第二反射超声脉冲生成。

在408处，信号处理器306对整个原始反射波形312(包括反射波形404和406)执行自相关。由信号处理器306执行的自相关的结果在图4的右上角的图形中示出。

在410处，信号处理器306对自相关结果执行包络和峰值检测操作。由信号处理器306执行的包络和峰值检测操作的结果在图4的左下角的图形中示出。由包络和峰值检测操作产生的第一非零峰值示出了包络峰值之间的时滞(例如，最大峰值与第二大峰值之间的间隔)。

在412，信号处理器306执行温度查找，以将所检测到的时滞与产品124的温度相关联。所确定的温度由信号处理器306报告给控制器子系统126，以控制快速冷藏系统100的操作。

例如，信号处理器可以维持每个产品的时滞-温度表。每个表包括多行数据，其中每行标识时滞值和温度值。在一些实施方式中，每个连续行可以包括大于或等于0.01μs的时滞偏移量，并且标识与所述时滞相对应的实验确定的温度。在一些实施方式中，每个连续行可以包括大于或等于0.1℃的温度偏移量并且标识与所述温度相对应的实验确定的时滞。在一些实施方式中，时滞-温度表所提供的灵敏度约为0.1μs/℃。在一些实施方式中，时滞-温度表所提供的灵敏度为约0.39至0.64μs/℃。在一些实施方式中，所提供的灵敏度小于1μs/℃。

可替代地，在412处，信号处理器306简单地将所确定的时滞报告给控制器子系统126，所述控制器子系统执行温度查找。在此实施方式中，控制器子系统126维持时滞-温度表。在从信号处理器306接收到所确定的时滞时，控制器126从产品124的时滞-温度表中查找相应的温度。

在一些实施方式中，控制器子系统126和/或信号处理器306(例如，经由控制器子系统126)从产品识别子系统108接收对产品124的识别。基于从产品识别子系统108接收的对产品识别，控制器子系统126和/或信号处理器306为所识别的产品124确定适当的时滞-温度表。

图5展示了超声换能器302相对于适用于实施本披露内容的若干实施例的瓶子的放置。超声换能器302相对于瓶子上的不同位置的放置会影响时滞测量的性能。通常，瓶子具有盖/帽盖502、颈部504、肩部506、顶部侧壁区域508、标签板区域510、腰部512、箍缩部514和基部516。如图5所示，可以分别相对于顶部侧壁区域510、标签板区域510、腰部512、箍缩部514和基部526将换能器302放置在换能器位置518至526处。换能器302相对于瓶子上位置的位置通过包装处理子系统110相对于换能器302在储器118中的固定放置将包装122放置在冷藏储器118中来调整。不同尺寸和类型的瓶子可能具有不同的换能器位置。基于来自产品识别子系统108的对产品124的识别，包装处理子系统110可以将包装122放置在冷藏储器118中的适当位置处以成功地非侵入式地读取产品124的温度。

再次看向图5，已经发现在顶部侧壁区域508处的换能器位置518是用于感测许多不同类型的瓶子中的反射超声脉冲310之间的时滞的可靠的准确位置。换能器位置518对于在产品124内的冰浮起时检测产品124内的冰形成(在下文中更详细地讨论)可能也是理想的。已经确定在瓶子的标签板510周围的换能器位置520由于由标签引起的附加干扰和反射而不能可靠地感测反射超声脉冲310之间的时滞。还已经确定在瓶子的腰部512处的换能器位置522由于许多瓶子中典型的轮廓和其他美学表面不规则性而不能可靠地感测反射超声脉冲310之间的时滞。类似地，还已经确定在瓶子的箍缩部514处的换能器位置524由于许多瓶子中典型的轮廓和其他美学表面不规则性而不能可靠地感测反射超声脉冲310之间的时滞。已经发现在瓶子的基部516处的换能器位置526是用于感测许多不同类型的瓶子中的反射超声脉冲310之间的时滞的可靠的准确位置。

图6展示了超声换能器302相对于适用于实施本披露内容的若干实施例的罐的放置。超声换能器302相对于罐上的不同位置的放置会影响时滞测量的性能。通常，罐具有顶部602、侧壁604和基部606。如图6所示，可以分别相对于顶部602、侧壁604和基部606将换能器302放置在换能器位置608至612处。如上所述，换能器302相对于罐上位置的位置通过包装处理子系统110相对于换能器302在储器118的侧壁中的固定放置将包装122放置在冷藏储器118中来调整。不同尺寸和类型的罐可能具有不同的换能器位置。基于来自产品识别子系统108的对产品124的识别，包装处理子系统110可以将包装122放置在冷藏储器118中的适当位置处以成功地非侵入式地读取产品124的温度。

再次看向图6，已经确定的换能器位置608和612由于在这些位置处的许多罐中典型的轮廓和其他美学表面不规则性而不能可靠地感测反射超声脉冲310之间的时滞。然而，已经发现沿着罐的侧壁604的换能器位置610是用于感测许多不同类型的罐中的反射超声脉冲310之间的时滞的可靠的准确位置。换能器位置610当朝向侧壁604的顶部定位时对于在产品124内的冰浮起时检测产品124内的冰形成(在下文中更详细地讨论)可能也是理想的。

图7展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的快速冷藏系统的非侵入式冰检测子系统700。非侵入式冰检测子系统700与以上所描述的非侵入式温度测量系统300基本上完全相同，区别在于信号处理器306另外被配置用于检测来自冰粒704的中间反射超声脉冲702。也就是说，在反射超声脉冲310中的第一反射超声脉冲与第二反射超声脉冲之间，刺激超声脉冲308可以进一步撞击在冰粒704上，从而引起反射超声脉冲310中的第三反射超声脉冲702。如以上所描述的，包括第三反射超声脉冲702的反射超声脉冲310被换能器302转换成表示反射超声脉冲310的幅度和定时的电信号。超声脉冲发生器-接收器304接收反射超声脉冲310的经转换电信号，并生成反射超声脉冲310的反射超声波形802。超声脉冲发生器-接收器304将反射超声波形802传递到信号处理器306。

图8展示了由信号处理器306接收的原始反射超声波形802。所接收到的超声波形802示出了通过在第一反射波形404与第二反射波形406之间的中间反射波形804对冰704的检测。如图8所示，从第三反射超声脉冲702产生中间反射波形804，所述第三反射超声脉冲从小于或等于1.9mm宽的冰反射回来。

在一些实施方式中，中间反射波形804具有最小阈值幅度，以便在可能处于产品122中的一块冰与气泡之间进行区分。换言之，中间反射波形804的幅度至少大于最小阈值幅度。

在信号处理器306检测到冰时，信号处理器306将警报发送到控制器子系统126。可以基于对产品122中的冰的检测来修改快速冷藏系统100的操作。例如，产品处理子系统110可以从快速冷藏储器118中移除包装122，并且在冻结过程期间将冻结产品提供给消费者。在一些实施方式中，包装处理子系统110可以在检测到冰形成时以不同的方式操纵包装，例如，加快或减慢或改变包装122的旋转方向。

本文中可以使用其他冰检测机制。例如，过冷流体中的冰形成是放热过程。因此，可以基于检测到流体温度的突然升高来检测产品内的冰形成。对于这样的冰检测机制，换能器位置526对于瓶子可能是优选的，以便在检测反射超声脉冲310之间的时滞时避免冰晶干扰或生成伪反射超声脉冲。类似地，沿着罐的侧壁604的底部位置可以是换能器302相对于罐的优选位置。

应当理解，本文关于各个附图所描述的逻辑操作可以实施为(1)在计算装置(例如，图9中所描述的计算装置)上运行的一系列计算机实施的动作或程序模块(即，软件)，(2)计算装置内的互连机器逻辑电路或电路模块(即，硬件)和/或(3)计算装置的软件和硬件的组合。因此，本文所讨论的逻辑操作不限于硬件和软件的任何特定组合。实施方式是取决于计算装置的性能和其他要求的选择问题。因此，本文所描述的逻辑操作被不同地称为操作、结构装置、动作或模块。这些操作、结构装置、动作和模块可以用软件、固件、专用数字逻辑以及其任何组合来实施。还应当理解的是，可以执行比附图中所示和本文所描述的操作更多或更少的操作。这些操作还可以按照与本文所描述的顺序不同的顺序执行。

参考图9，展示了可以在其上实施本发明的实施例的示例计算装置900。例如，快速冷藏系统100的信号处理器306和/或控制器子系统126可以被实施为计算装置，诸如计算装置900。应当理解，示例计算装置900仅是可以在其上实施本发明的实施例的合适的计算环境的一个示例。可选地，计算装置900可以是已知的计算系统，包括但不限于个人计算机、服务器、手持装置或膝上型装置、多处理器系统、基于微处理器的系统、网络个人计算机(PC)、小型计算机、大型计算机、嵌入式系统和/或包括多个任何上述系统或装置的分布式计算环境。分布式计算环境使得连接到通信网络或其他数据传输介质的远程计算装置能够执行各种任务。在分布式计算环境中，程序模块、应用和其他数据可以存储在本地和/或远程计算机存储介质上。

在实施例中，计算装置900可以包括协作以便执行任务的彼此通信的两个或更多个计算机。例如，但不通过限制的方式，可以以允许同时和/或并行处理应用的指令的方式来对应用进行分区。可替代地，可以以允许由所述两个或更多个计算机同时和/或并行处理数据集的不同部分的方式来对由应用处理的数据进行分区。在实施例中，计算装置900可以采用虚拟化软件来提供多个服务器的并未直接结合到计算装置900中的多个计算机的功能。例如，虚拟化软件可以在四个物理计算机上提供二十个虚拟服务器。在实施例中，以上所披露的功能可以通过在云计算环境中执行一个应用和/或多个应用来提供。云计算可以包括使用动态可扩展计算资源经由网络连接来提供计算服务。云计算可以至少部分地由虚拟化软件来支持。云计算环境可以由企业建立和/或可以基于需要从第三方提供商租用。一些云计算环境可以包括企业拥有和操作的云计算资源以及从第三方提供商租用和/或租借的云计算资源。

在其最基本的配置中，计算装置900通常包括至少一个处理单元930以及系统存储器920。取决于计算装置的确切配置和类型，系统存储器920可以是易失性的(诸如随机存取存储器(RAM))、非易失性的(诸如只读存储器(ROM)、闪速存储器等)或两者的某种组合。此最基本的配置在图9中用虚线910展示。处理单元930可以是执行计算装置900的操作所需的算术运算和逻辑运算的标准可编程处理器。虽然仅示出了一个处理单元930，但是可以存在多个处理器。因此，虽然指令可以被讨论为由处理器执行，但是所述指令可以由一个或多个处理器同时地、连续地执行或以其他方式执行。计算装置900还可以包括总线或用于在计算装置900的各个部件之间传达信息的其他通信机构。

计算装置900可以具有附加特征/功能。例如，计算装置900可以包括附加存储设备，诸如可移除存储设备940和不可移除存储设备950，包括但不限于磁盘或光盘或磁带。计算装置900还可以包含允许装置诸如通过本文所描述的通信路径与其他装置进行通信的(多个)网络连接980。所述(多个)网络连接980可以采用以下形式：调制解调器；调制解调器组；以太网卡；通用串行总线(USB)接口卡；串行接口；令牌环卡；光纤分布式数据接口(FDDI)卡；无线局域网(WLAN)卡；诸如码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)、长期演进(LTE)、全球微波接入互操作性(WiMAX)等无线电收发器卡和/或其他空中接口协议无线电收发器卡以及其他已知的网络装置。计算装置900还可以具有(多个)输入装置970，诸如键盘、小键盘、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、触摸屏、语音识别器、读卡器、纸带读取器或其他已知的输入装置。还可以包括(多个)输出装置960，诸如印刷机、视频监视器、液晶显示器(LCD)、触摸屏显示器、显示器、扬声器等。附加装置可以连接到总线，以便有助于计算装置900的部件间的数据通信。所有这些装置在本领域中是众所周知的，并且在此不需要进行详细讨论。

处理单元930可以被配置用于执行在有形计算机可读介质中编码的程序代码。有形计算机可读介质是指能够提供使计算装置900(即，机器)以特定方式操作的数据的任何介质。可以利用各种计算机可读介质来向处理单元930提供指令以供执行。示例有形计算机可读介质可以包括但不限于以任何方法或技术实施的易失性介质、非易失性介质、可移除介质和不可移除介质，用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息。系统存储器920、可移除存储设备940和不可移除存储设备950都是有形计算机存储介质的示例。示例有形计算机可读记录介质包括但不限于集成电路(例如，现场可编程门阵列或专用IC)、硬盘、光盘、磁光盘、软盘、磁带、全息存储介质、固态装置、RAM、ROM、电可擦除程序只读存储器(EEPROM)、闪速存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字多用盘(DVD)或其他光存储设备、磁带盒、磁带、磁盘存储设备或其他磁性存储装置。

对电气工程领域和软件工程领域而言很重要的是，可以通过将可执行软件加载到计算机中来实施的功能可以通过已知的设计规则被转换成硬件实施方式。在以软件还是硬件来实施概念之间的决策典型地取决于对设计的稳定性以及要产生单元的数量的考虑，而不是从软件域转化成硬件域时所涉及的任何问题。通常，仍受制于频繁变化的设计可以优选地以软件来实施，因为重新开发硬件实施方式比重新开发软件设计昂贵的多。通常，将会大量生产的稳定设计可以优选地以硬件来实施(例如，以专用集成电路(ASIC))，因为对于大量生产运行，硬件实施方式可能比软件实施方式更便宜。通常，设计可以以软件形式进行开发和测试并且随后通过已知的设计规则被转变为与软件的指令硬接线连接的专用集成电路中的等效硬件实施方式。采用与由新ASIC控制的机器相同的方式的是特定机器或装置，同样地，已利用可执行指令编程和/或加载的计算机可以被视为特定机器或装置。

在示例实施方式中，处理单元930可以执行存储在系统存储器920中的程序代码。例如，总线可以将数据携带至系统存储器920中，处理单元930从所述系统存储器接收并且执行指令。系统存储器920接收的数据可以可选地在由处理单元930执行之前或之后存储在可移除存储设备940或不可移除存储设备950上。

应当理解，本文所描述的各种技术可以结合硬件或软件或者在适当的情况下结合其组合来实施。因此，当前所披露的主题或其某些方面或部分的方法和装置可以采用在有形介质中体现的程序代码(即，指令)的形式，诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其他机器可读存储介质，其中，当程序代码被加载到诸如计算装置等机器中并由其执行时，所述机器变为用于实践当前所披露的主题的装置。在可编程计算机上执行程序代码的情况下，计算装置通常包括处理器、可由处理器读取的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入装置以及至少一个输出装置。一个或多个程序可以实施或利用结合当前所披露的主题所描述的过程，例如，通过使用应用编程接口(API)、可重用控件等。这种程序可以用高级过程语言或面向对象的编程语言来实施，以与计算机系统进行通信。然而，如果需要，所述(多个)程序可以用汇编语言或机器语言来实施。在任何情况下，语言可以是编译语言或解释语言，并且其可以与硬件实施方式结合。

本文可以参考方法、系统、装置和计算机程序产品的框图和流程图来描述方法和系统的实施例。应当理解，框图和流程图的每个框以及框图和流程图中的框的组合可以分别由计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置上以便产生机器，使得在计算机或其他可编程数据处理装置上执行的指令产生用于实施在一个或多个流程框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，所述计算机可读存储器可以指引计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式运行，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括用于实施在一个或多个流程框中指定的功能的计算机可读指令的制品。还可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理装置上以使在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤从而产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实施在一个或多个流程框中指定的功能的步骤。

因此，框图和流程图的框支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还应理解的是，可以通过执行特定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实施框图和流程图的每个框及框图和流程图中框的组合。

虽然本披露内容已提供了若干实施例，但是应理解，在不脱离本披露内容的精神或范围的情况下，可以以许多其他特定形式实施所披露的系统和方法。本发明示例应被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于在此给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合或整合，或者某些特征可以被忽略或不实施。

此外，在不脱离本披露内容的范围的情况下，各个实施例中所描述和展示为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法进行组合或整合。被示出或讨论为彼此直接耦合或通信的其他项目可以通过某个接口、装置或中间部件间接耦合或通信，不论是电气地、机械地还是以其他方式。改变、替代以及变更的其他示例可以由本领域的技术人员确定并且可以在不脱离本文所披露的精神和范围的情况下做出。

Claims (20)

1.一种非侵入式温度测量系统，包括：

超声换能器，所述超声换能器被配置用于产生指向产品包装的超声刺激脉冲；

超声接收器，所述超声接收器被配置用于根据电信号生成反射超声波形，所述电信号表示来自所述产品包装的多个表面的多个反射超声脉冲的物理特性；

信号处理器，所述信号处理器被配置用于接收和处理所述反射超声波形并确定所述多个反射超声脉冲中的两个反射超声脉冲之间的时滞；以及

数据库，所述数据库包括多个表，其中，所述表中的一个表将所述时滞与所述产品包装中的产品的温度相关联。

2.如权利要求1所述的非侵入式温度测量系统，其中，所述多个反射超声脉冲包括来自所述产品包装的第一侧的第一反射超声脉冲以及来自所述产品包装的第二侧的第二反射超声脉冲，其中，在所述第一反射超声脉冲与所述第二反射超声脉冲之间存在所述时滞。

3.如权利要求2所述的非侵入式温度测量系统，其中，所述多个反射超声脉冲包括在所述第一反射超声脉冲与所述第二反射超声脉冲之间的第三反射超声脉冲。

4.如权利要求3所述的非侵入式温度测量系统，其中，所述信号处理器进一步被配置用于基于接收到所述第三反射超声脉冲来检测所述产品中的冰。

5.如权利要求1所述的非侵入式温度测量系统，其中，所述超声刺激脉冲具有从0.1到10MHz的工作频率、100到100,000Pa的工作幅度、以及0.5到20个声学循环的脉冲持续时间。

6.如权利要求1所述的非侵入式温度测量系统，其中，所述超声刺激脉冲具有0.4到2.25MHz之间的工作频率、500到2000Pa之间的工作幅度、以及1到5个声学循环的脉冲持续时间。

7.如权利要求1所述的非侵入式温度测量系统，其中，所述超声刺激脉冲产生的机械指数小于

8.如权利要求1所述的非侵入式温度测量系统，进一步包括：

控制器，所述控制器被配置用于与所述信号处理器进行通信以接收所述时滞，其中，所述控制器访问所述表中的将所接收到的时滞与所述产品的温度相关联的所述一个表。

9.如权利要求1所述的非侵入式温度测量系统，其中，所述表中的各个表将时滞与不同产品的温度相关联。

10.如权利要求1所述的非侵入式温度测量系统，其中，所述表中的所述一个表包括多行，其中，每行标识时滞值和相应的温度值，并且其中，每个连续行的所述时滞值的偏移量大于或等于0.01μs。

11.一种快速冷藏系统，包括：

冷却储器，所述冷却储器包括在其中具有孔的顶部、底部以及在所述顶部与所述底部之间延伸的侧壁，其中，所述冷却储器被适配成用于对其中的产品包装进行冷却；

超声换能器，所述超声换能器处在所述冷却储器中并被配置用于发射超声刺激脉冲；

包装处理系统，所述包装处理系统包括被适配成用于夹持所述产品包装的夹持器机构，所述包装处理系统被配置用于将所述产品包装插入所述冷却储器中并操纵所述冷却储器中的所述产品包装；

超声接收器，所述超声接收器被配置用于根据电信号生成反射超声波形，所述电信号表示来自所述产品包装的多个表面的多个反射超声脉冲的物理特性；以及

处理器，所述处理器被配置用于处理所述反射超声波形并确定所述多个反射超声脉冲中的两个反射超声脉冲之间的时滞，并且将所述时滞与所述产品包装中的产品的温度相关联。

12.如权利要求11所述的快速冷藏系统，其中，所述冷却储器被配置用于将其中的冷却流体维持在冷却温度。

13.如权利要求11所述的快速冷藏系统，进一步包括：

产品识别系统，所述产品识别系统被配置用于识别所述产品包装，其中，所述处理器被配置用于基于对所述产品包装的识别，将所述时滞与所述产品包装中的所述产品的温度相关联。

14.如权利要求11所述的快速冷藏系统，进一步包括：

数据库，所述数据库包括多个表，其中，所述表中的一个表将所述时滞与所述产品包装中的所述产品的所述温度相关联。

15.如权利要求11所述的快速冷藏系统，其中，所述多个反射超声脉冲包括来自所述产品包装的第一侧的第一反射超声脉冲以及来自所述产品包装的第二侧的第二反射超声脉冲，其中，在所述第一反射超声脉冲与所述第二反射超声脉冲之间存在所述时滞。

16.如权利要求15所述的快速冷藏系统，其中，所述多个反射超声脉冲包括在所述第一反射超声脉冲与所述第二反射超声脉冲之间的第三反射超声脉冲。

17.如权利要求16所述的快速冷藏系统，其中，所述处理器进一步被配置用于基于所述第三反射超声脉冲来检测所述产品中的冰。

18.如权利要求11所述的快速冷藏系统，其中，所述超声刺激脉冲具有从0.1到10MHz的工作频率、100到100,000Pa的工作幅度、以及0.5到20个声学循环的脉冲持续时间。

19.如权利要求11所述的快速冷藏系统，其中，所述超声刺激脉冲具有0.4到2.25MHz之间的工作频率、500到2000Pa之间的工作幅度、以及1到5个声学循环的脉冲持续时间。

20.如权利要求11所述的快速冷藏系统，其中，所述超声刺激脉冲产生的机械指数小于

Images