CN115389046B - 测温方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种测温方法及装置。其中，测温方法包括：向待测物体的第一表面发射脉冲激光，记录所述脉冲激光的第一照射位置；分别在所述待测物体表面的多个测量位置对所述脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量，记录各个所述测量位置测量得到的第一测量信号；计算所述第一照射位置与各个所述测量位置沿所述第一表面方向的照射‑测量距离；根据所述照射‑测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场。与现有技术相比，本发明实施例所提供的测温方法及装置具有准确测量待测物体的内部温度场的优点。

Description

测温方法及装置

技术领域

本发明涉及温度检测领域，具体而言，涉及一种测温方法及装置。

背景技术

高温材料广泛应用于航空航天、核能、制造、冶金、化工等领域，并对其性能要求逐渐提高。由于大量材料属性，诸如弹性模量、强度以及热膨胀系数等，都是和温度息息相关的，在高温状态下不能直接使用常温下的值。

当前，常用的高温温度测量主要分为接触式测温法和非接触测温法两种。接触式测温法主要包括热电偶和示温漆等，但该测量手段存在热膨胀系数相差过大、高温动态载荷下附着力不足等问题。非接触式测温法可有效解决上述难题，具有远距离、适应性强等优点，目前应用较为广泛的是红外测温法、辐射测温法和数字图像比色法等。但当前的高温温度测量方法，无论是接触式测温法还是非接触式测温法，都仅能用于高温材料表面温度测量，对其内部温度场测量则无能为力。因此，如何对高温的待测物体的内部温度场进行精确测量成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种测温方法及装置，其能够对高温的待测物体的内部温度场进行精确测量。

本发明的实施例可以这样实现：第一方面，本发明提供一种测温方法，包括：向待测物体的第一表面发射脉冲激光，记录所述脉冲激光的第一照射位置；分别在所述待测物体表面的多个测量位置对所述脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量，记录各个所述测量位置测量得到的第一测量信号；计算所述第一照射位置与各个所述测量位置沿所述第一表面方向的照射-测量距离；根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场。

第二方面，本发明提供一种测温装置，包括：脉冲激光器，所述脉冲激光器用于向待测物体的第一表面发射脉冲激光；测振仪，所述测振仪用于分别在所述待测物体表面的多个测量位置对所述脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量；数据采集卡，所述数据采集卡用于记录所述脉冲激光的第一照射位置，以及记录所述多个测量位置测量得到的第一测量信号；处理器，所述处理器用于计算所述第一照射位置与各个所述测量位置沿所述第一表面方向的照射-测量距离、并根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的测温方法及装置中，向待测物体发射脉冲激光后，脉冲激光可以在待测物体表面激发产生超声波并在待测物体内部传播，记录脉冲激光的第一照射位置即为超声波产生并进行传播的初始位置，超声波在产生后即沿不同方向在待测物体内部进行扩散传播，在待测物体表面的多个不同测量位置对脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量，由于传播路径的不同，各个测量位置测量到的超声波信号也不同，记录各个测量位置测量得到的超声波的第一测量信号，计算第一照射位置与各个测量位置沿第一表面方向的照射-测量距离，根据照射-测量距离即可计算得到超声波在待测物体内部传播到各个测量位置的传播路径，因此根据照射-测量距离以及第一测量信号即可计算得到待测物体的内部温度场，实现对待测物体的内部温度场的精准测量。

在可选的实施方式中，所述多个测量位置位于所述第一表面或所述多个测量位置位于与所述第一表面相对设置的第二表面。设置多个测量位置位于第一表面或位于与第一表面相对设置的第二表面，可以更简单准确的对超声波在待测物体内部的传播路径进行计算，简化计算过程的同时，保证对待测物体内部温度场的测量精准度。

在可选的实施方式中，所述根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场，包括：根据所述照射-测量距离、所述第一测量信号、以及所述第一表面和所述第二表面之间的距离计算得到所述待测物体的内部温度场。设置多个测量位置位于与第一表面相对设置的第二表面，超声波的传播路径即为自第一表面向第二表面传播；设置多个测量位置位于第一表面，超声波的传播路径即为自第一表面向第二表面传播、并经由第二表面反射后再次传播至第一表面，根据照射-测量距离以及第一表面和所述第二表面之间的距离可以计算得到超声波在第一表面和第二表面之间的传播路径，保证对待测物体内部温度场的精准测量。

在可选的实施方式中，所述根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场，包括：将所述待测物体沿与所述第一表面平行的方向划分为多个温度区域；根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到各个所述温度区域中的超声波传播速率；根据所述超声波传播速率获取各个所述温度区域的内部温度；根据所述各个所述温度区域的内部温度构建所述内部温度场。由于待测物体内部的温度并不一定为均匀分布，待测物体内部可能存在部分较高温区域和较低温区域，将待测物体沿与第一表面平行的方向划分为多个温度区域，分别计算得到各个温度区域的内部温度，由于各个温度区域的体积更小，其内部的温度分布更均匀，计算得到的各个温度区域的内部温度也更准确，根据所述各个所述温度区域的内部温度构建所述内部温度场可以提升待测物体内部温度场测量的准确度。

在可选的实施方式中，所述根据所述超声波传播速率获取各个所述温度区域的内部温度，包括：根据所述待测物体的材质获取所述待测物体中超声波传播速率与温度的一一对应关系；根据各个所述温度区域中的超声波传播速率，按照所述对应关系获取各个所述温度区域的内部温度。由于超声波在同一材质内的传播速率与待测物体的温度之间存在一一对应关系，因此，根据待测物体的材质即可获取到预先计算或测量得到的待测物体中超声波传播速率与待测物体温度的一一对应关系，根据各个所述温度区域中的超声波传播速率，按照所述对应关系即可获取各个所述温度区域的内部温度。

在可选的实施方式中，所述根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场，包括：根据各个所述第一测量信号计算得到在各个所述测量位置检测到所述超声波信号时，所述超声波信号在所述待测物体内部的传播时长；根据所述照射-测量距离、以及所述传播时长计算得到所述待测物体的内部温度场。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：根据所述第一测量信号计算得到所述脉冲激光照射产生的超声波信号在所述待测物体表面的表面传播速率；根据所述表面传播速率获取所述待测物体的表面温度。由于超声波在同一材质内的传播速率与待测物体的温度之间存在一一对应关系，因此，根据待测物体的材质即可获取到预先计算或测量得到的待测物体中超声波传播速率与待测物体温度的一一对应关系，根据表面传播速率，按照所述对应关系即可获取待测物体的表面温度。

在可选的实施方式中，所述装置还包括：光路调节装置，所述光路调节装置用于调节反射至所述测振仪的反射光光路。

在可选的实施方式中，所述装置还包括：第一振镜扫描组件和第二振镜扫描组件；所述第一振镜扫描组件用于调节所述脉冲激光器发出的脉冲激光的照射位置；所述第二振镜扫描组件用于调节所述测振仪在所述待测物体表面进行测量的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一所提供的测温方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一所提供的测温方法中第一测量信号的示意图；

图3为本发明一种实施例所提供的待测物体的截面示意图；

图4为本发明实施例一所提供的测温方法中计算得到待测物体的内部温度场的流程示意图；

图5为本发明另一种实施例所提供的待测物体的截面示意图；

图6为铝合金中的声速-温度函数示意图；

图7为发明实施例二所提供的测温方法的流程示意图；

图8为发明实施例三所提供的测温装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

本发明实施例一提供了一种测温方法，具体步骤如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101：向待测物体的第一表面发射脉冲激光，记录脉冲激光的第一照射位。

脉冲激光指每间隔一定时间发射一次的激光，脉冲激光的激光发射间隔极短，现有技术中可以做到的脉冲激光的激光发射间隔时长可以达到“皮秒”级别，一皮秒等于一万亿分之一秒。脉冲激光通常由脉冲激光器激发产生，常见的脉冲激光器例如固体激光器中的钇铝石榴石激光器、红宝石激光器、蓝宝石激光器、钕玻璃激光器、氮分子激光器、准分子激光器等均可以用于产生本实施例所需要的脉冲激光。

在本步骤中，测温装置使用脉冲激光器产生脉冲激光，并将脉冲激光照射在待测物体的第一表面上，记录脉冲激光在第一表面上的照射位置。可以理解的是，在本实施例中可以是先确定脉冲激光在第一表面上的照射位置，然后将脉冲激光照射到照射位置上，也可以是先将脉冲激光照射在第一表面上，然后确定照射位置并进行记录，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。

进一步的，在本实施例中，脉冲激光在待测物体的第一表面上的照射时长小于1毫秒。由于脉冲激光能量较高，照射待测物体产生超声波的同时还可能造成待测物体升温，因此，设置脉冲激光的照射时长小于1毫秒可以减少脉冲激光照射产生的升温对温度测量结果的影响，保证对待测物体温度测量的结果的准确度。

步骤S102：分别在待测物体表面的多个测量位置对脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量，记录各个测量位置测量得到的第一测量信号。

脉冲激光照射在待测物体的第一表面上时，脉冲激光可以在待测物体表面激发产生超声波并在待测物体内部传播，步骤S101中记录脉冲激光的第一照射位置即为超声波产生并进行传播的初始位置，超声波在产生后即沿不同方向在待测物体内部进行扩散传播，在待测物体表面的多个不同测量位置对脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量，由于传播路径的不同，各个测量位置测量到的超声波信号也不同，记录各个测量位置测量得到的超声波的第一测量信号。

具体的，在本步骤中，可以使用测振仪对脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量，测振仪在测量位置朝向待测物体发射测振仪光束，由于超声波传播到测量位置时会导致待测物体在测量位置的表面产生振动，测振仪光束在待测物体表面产生的反射光受到该振动的影响，与原发射测振仪光束形成的干涉光发生变化，干涉光由接收器接收后进入信号采集器并转换为电信号，电信号经信号处理器处理后即为测量得到的超声波信号。

进一步的，在本发明的一些实施例中，多个测量位置可以是位于第一表面，或多个测量位置位于与第一表面相对设置的第二表面，或者多个测量位置同时位于第一表面和第二表面，或者多个测量位置位于待测物体的其它表面，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。

在本实施例中，设置多个测量位置位于第一表面。由于第一照射位置位于第一表面，将测量位置设置于第一表面，超声波的传播路径即为自第一表面向第二表面传播、并经由第二表面反射后再次传播至第一表面，即超声波在待测物体内部经过反射，在待测物体内部的传播路径较长，可以更广泛的测量待测物体内部的温度。此外，在本发明的另一实施例中，设置多个测量位置位于与第一表面相对设置的第二表面，超声波未经第二表面反射即直接被测量得到第一测量信号，超声波在传播过程中收到的干扰较少，第一测量信号的准确度较高。

进一步的，在本发明的其它实施例中，可以对前述步骤S101和步骤S102进行重复执行，并在每次执行时变更第一照射位置在第一表面上的位置，形成如图2所示的全矩阵数据作为第一测量信号。图2中横轴为N个不同测量位置的编号，纵轴为N个不同第一照射位置的编号，第i行第j列的超声波信号即为第i个第一照射位置在第j个测量位置测量得到的超声波信号。

步骤S103：计算第一照射位置与各个测量位置沿第一表面方向的照射-测量距离。

具体的，在本实施例中，如图3所示，待测物体10的第一表面11沿方向X延伸，例如图3中点A为第一照射位置，点B为任一测量位置，点C为另一测量位置，则点A与点B之间的照射-测量距离即为沿方向X的距离r，点A与点C之间的照射-测量距离即为沿方向X的距离R。

步骤S104：根据照射-测量距离以及第一测量信号计算得到待测物体的内部温度场。

具体的，在本步骤中，根据测量位置的不同，计算得到待测物体的内部温度场的方法也不相同，以步骤S102中所公开的本实施例中设置多个测量位置位于第一表面为例，设置多个测量位置位于第一表面，超声波的传播路径即为自第一表面向第二表面传播、并经由第二表面反射后再次传播至第一表面，根据照射-测量距离以及第一表面和第二表面之间的距离可以计算得到超声波在第一表面和第二表面之间的传播路径，保证对待测物体内部温度场的精准测量。

在本实施例中，如图3所示所示为待测物体10的截面图，第一表面11和第二表面12之间的距离即为第一表面11和第二表面12在垂直于方向X的方向Y上的距离D。可以理解的是，前述仅为本实施例中设置多个测量位置位于第一表面时的计算方法的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施例中，也可以是其它方法，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。

下面，将对本实施例中设置多个测量位置位于第一表面时，根据照射-测量距离、第一测量信号、以及第一表面和第二表面之间的距离计算得到待测物体的内部温度场的方法进行详细的举例说明，具体步骤如图4所示，包括以下步骤。

步骤S301：将待测物体沿与第一表面平行的方向划分为多个温度区域。

如图5所示为待测物体10的截面图，在本实施方式中设置多个测量位置位于第一表面11，与第一表面11的延伸方向平行的方向即为图5中的方向X，将待测物体10沿与第一表面11平行的方向（方向X）划分为多个温度区域20、30、40、50、60。

在本步骤中，划分多个温度区域后，记录各个温度区域在垂直于第一表面的方向上的厚度（图5中的Y方向）。

在本实施例中，各个温度区域在垂直于第一表面的方向上的厚度相等。可以理解的是，各个温度区域在垂直于第一表面的方向上的厚度/>相等仅为本实施例中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施例中，各个温度区域在垂直于第一表面的方向上的厚度/>也可以是不相等设置的，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。

步骤S302：根据照射-测量距离以及第一测量信号计算得到各个温度区域中的超声波传播速率。

依据费马定理可知，在多项介质中，超声波沿两点间传播时间最短的路径前进。当试件温度分布均匀时，超声波的传播路径就是严格的直线传播，因此，如图5所示，在本实施例中预设各个温度区域的内部温度分布均匀，超声波在各个温度区域内的传播路径即为直线传播；而待测物体的内部温度整体上分布不均匀，超声波就会沿着温度梯度较大的方向传播。

由Snell法则可知，声波通过不同声速介质时会发生折射，声波由声速大的介质进入声速小的介质中时，折射角小于入射角；反之，折射角大于入射角，且满足如下公式：

，………………（1）；

其中，、/>……/>分别为超声波在/>个温度区域中的入射角，/>、/>……/>分别为超声波在/>个温度区域中的传播速率。

为了求解出个温度区域中的不同声速，从采集到的第一测量信号中选取/>个不同测量位置采集的超声波信号，对应/>条不同的传播路径，则第/>条路径的超声波在待测物体内部传播的时长/>可以使用公式表示为：

，………………（2）；

其中，为第/>个温度区域中的超声波传播距离，/>为超声波在第/>个温度区域中的传播速率。

根据第个温度区域中的超声波传播距离/>，各个温度区域在垂直于第一表面的方向上的厚度/>，以及超声波在第/>个温度区域中的入射角/>的几何关系/>，以及前述公式（1）、（2）可以计算得到以下公式：

，………………（3）；

，………………（4）。

其中，为第一表面和第二表面之间的距离。

对上述公式应用最小二乘法可以计算得到以下公式：

，………（5）。

其中，表示测量得到的超声波沿第/>条路径的在待测物体内部传播的时长，对上述公式（5）进行求解，即可得到各个温度区域中的不同声速/>。

步骤S303：根据超声波传播速率获取各个温度区域的内部温度。

固体材料声速随温度变化的关系为；其中，/>为温度为时的超声波波速，/>是室温/>时的超声波波速，/>表示材料的温度变化，/>是超声波速度的温度系数，表示每摄氏度声速变化。对于纵波来说，不锈钢AISI 316的温度系数为/>，钛为/>。因此，对于固定材料的待测物体，超声波在其内部传播的传播速率与其内部温度之间为一一对应关系。因此，可以根据步骤S303中计算得到的各个温度区域中的不同声速/>确定各个不同温度区域的内部温度。

例如当待测物体为铝合金材质时，可以预先使用有限元方法，通过多物理场耦合分析计算得到了95℃,170℃,245℃,320℃,395℃和470℃下铝合金中由脉冲激光激发出的超声波所对应的声速。如图6所示在坐标图中由“*”表示的点标注出，再通过最小二乘法计算得到了铝合金中声速温度关系为v(m/s)=-0.85502*T(℃)+6348.8331，如图6所示在坐标图中表示为黑色实线。然后根据步骤S303中计算得到的各个温度区域中的不同声速计算得到各个不同温度区域的内部温度。可以理解的是，前述待测物体为铝合金材质仅为本实施例中的一种具体的举例说明，并不构成限定。

步骤S304：根据各个温度区域的内部温度构建内部温度场。

在本步骤中，计算得到各个温度区域的内部温度后，即可根据温度区域的划分方法，为各个温度区域填充对应的内部温度，构建完成待测物体的内部温度场。

与现有技术相比，本发明实施例一所提供的测温方法中，向待测物体发射脉冲激光后，脉冲激光可以在待测物体表面激发产生超声波并在待测物体内部传播，记录脉冲激光的第一照射位置即为超声波产生并进行传播的初始位置，超声波在产生后即沿不同方向在待测物体内部进行扩散传播，在待测物体表面的多个不同测量位置对脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量，由于传播路径的不同，各个测量位置测量到的超声波信号也不同，记录各个测量位置测量得到的超声波的第一测量信号，计算第一照射位置与各个测量位置沿第一表面方向的照射-测量距离，根据照射-测量距离即可计算得到超声波在待测物体内部传播到各个测量位置的传播路径，因此根据照射-测量距离以及第一测量信号即可计算得到待测物体的内部温度场，实现对待测物体的内部温度场的精准测量。

本发明实施例二提供了一种测温方法，具体步骤如图7所示，包括以下步骤：

步骤S601：向待测物体的第一表面发射脉冲激光，记录脉冲激光的第一照射位。

步骤S602：分别在待测物体表面的多个测量位置对脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量，记录各个测量位置测量得到的第一测量信号。

步骤S603：计算第一照射位置与各个测量位置沿第一表面方向的照射-测量距离。

步骤S604：根据照射-测量距离以及第一测量信号计算得到待测物体的内部温度场。

可以理解的是，本实施例二中的步骤S601至步骤S604与实施例一中的步骤S101至步骤S104大致相同，具体可以参照前述实施例的具体说明，在此不再赘述。

步骤S605：根据第一测量信号计算得到脉冲激光照射产生的超声波信号在待测物体表面的表面传播速率。

由于脉冲激光照射在待测物体表面产生的超声波同时沿待测物体的表面和待测物体的内部进行传播，因此在测量位置检测到的第一测量信号中同时包括沿待测物体的表面传播的横波和沿待测物体的内部传播的纵波。从第一测量信号中分离得到沿待测物体的表面传播的横波信号，即可以根据横波信号计算得到超声波沿待测物体的表面传播至测量位置的传播时长，根据第一照射位置和测量位置在待测物体表面的距离，即可计算得到脉冲激光照射产生的超声波信号在待测物体表面的表面传播速率。

步骤S606：根据表面传播速率获取待测物体的表面温度。

可以理解的是，如实施例一中的步骤S303中的具体说明，超声波的传播速率与其温度之间为一一对应关系。根据步骤S605中计算得到的表面传播速率即可计算得到待测物体的表面温度。

与现有技术相比，本发明实施例二在保留实施例一的技术效果的同时，使用第一测量信号计算得到脉冲激光照射产生的超声波信号在待测物体表面的表面传播速率，并根据表面传播速率获取待测物体的表面温度，在实现对待测物体的内部温度场的测量的同时，完成对待测物体的表面温度进行测量。

本发明实施例三提供了一种测温装置，具体结构如图8所示，包括：脉冲激光器80，脉冲激光器80用于向待测物体100的第一表面发射脉冲激光；测振仪81，测振仪81用于分别在待测物体表面的多个测量位置对脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量；数据采集卡82，数据采集卡用于记录脉冲激光的第一照射位置，以及记录多个测量位置测量得到的第一测量信号；处理器83，处理器用于计算第一照射位置与各个测量位置沿第一表面方向的照射-测量距离、并根据照射-测量距离以及第一测量信号计算得到待测物体的内部温度场。

在本实施例中，脉冲激光器80能够输出1kHz至15kHz重复频率可调，脉冲宽度0.5ns，脉冲能量1mJ的1064nm激光的激光发射器。测振仪81为激光测振仪，带宽选择6MHz。可以理解的是，前述仅为本实施例中的脉冲激光器80和测振仪81的具体实施实例的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施例中，也可以是使用其它型号的脉冲激光器80和测振仪81，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。

与现有技术相比，本发明实施例三所提供的测温装置中，向待测物体发射脉冲激光后，脉冲激光可以在待测物体表面激发产生超声波并在待测物体内部传播，记录脉冲激光的第一照射位置即为超声波产生并进行传播的初始位置，超声波在产生后即沿不同方向在待测物体内部进行扩散传播，在待测物体表面的多个不同测量位置对脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量，由于传播路径的不同，各个测量位置测量到的超声波信号也不同，记录各个测量位置测量得到的超声波的第一测量信号，计算第一照射位置与各个测量位置沿第一表面方向的照射-测量距离，根据照射-测量距离即可计算得到超声波在待测物体内部传播到各个测量位置的传播路径，因此根据照射-测量距离以及第一测量信号即可计算得到待测物体的内部温度场，实现对待测物体的内部温度场的精准测量。

进一步的，如图8所示，本发明实施例二所提供的测温装置中还包括光路调节装置84，光路调节装置84用于调节反射至测振仪81的反射光光路。设置光路调节装置84用于调节反射至测振仪81的反射光光路，可以提升对超声波信号的测量精准度，进而提升测温精准度。

更进一步的，如图8所示，本发明实施例二所提供的测温装置中还包括第一振镜扫描组件85和第二振镜扫描组件86，第一振镜扫描组件85用于调节脉冲激光器80发出的脉冲激光的照射位置；第二振镜扫描组件86用于调节测振仪81在待测物体表面进行测量的位置。设置第一振镜扫描组件85和第二振镜扫描组件86可以对脉冲激光的照射位置和测振仪81的测量位置进行调整，以适应不同大小和不同形状的待测物体，提升测温装置的适用范围。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种测温方法，其特征在于，包括：

向待测物体的第一表面发射脉冲激光，记录所述脉冲激光的第一照射位置；

分别在所述待测物体表面的多个测量位置对所述脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量，记录各个所述测量位置测量得到的第一测量信号；

计算所述第一照射位置与各个所述测量位置沿所述第一表面方向的照射-测量距离；

根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场；

所述根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场，包括：将所述待测物体沿与所述第一表面平行的方向划分为多个温度区域；根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到各个所述温度区域中的超声波传播速率；根据所述超声波传播速率获取各个所述温度区域的内部温度；根据所述各个所述温度区域的内部温度构建所述内部温度场。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个测量位置位于所述第一表面或所述多个测量位置位于与所述第一表面相对设置的第二表面。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场，包括：

根据所述照射-测量距离、所述第一测量信号、以及所述第一表面和所述第二表面之间的距离计算得到所述待测物体的内部温度场。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述超声波传播速率获取各个所述温度区域的内部温度，包括：

根据所述待测物体的材质获取所述待测物体中超声波传播速率与温度的一一对应关系；

根据各个所述温度区域中的超声波传播速率，按照所述对应关系获取各个所述温度区域的内部温度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场，包括：

根据各个所述第一测量信号计算得到在各个所述测量位置检测到所述超声波信号时，所述超声波信号在所述待测物体内部的传播时长；

根据所述照射-测量距离、以及所述传播时长计算得到所述待测物体的内部温度场。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述第一测量信号计算得到所述脉冲激光照射产生的超声波信号在所述待测物体表面的表面传播速率；

根据所述表面传播速率获取所述待测物体的表面温度。

7.一种测温装置，其特征在于，包括：

脉冲激光器，所述脉冲激光器用于向待测物体的第一表面发射脉冲激光；

测振仪，所述测振仪用于分别在所述待测物体表面的多个测量位置对所述脉冲激光照射产生的超声波信号进行测量；

数据采集卡，所述数据采集卡用于记录所述脉冲激光的第一照射位置，以及记录所述多个测量位置测量得到的第一测量信号；

处理器，所述处理器用于计算所述第一照射位置与各个所述测量位置沿所述第一表面方向的照射-测量距离、并根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场；

所述根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到所述待测物体的内部温度场，包括：将所述待测物体沿与所述第一表面平行的方向划分为多个温度区域；根据所述照射-测量距离以及所述第一测量信号计算得到各个所述温度区域中的超声波传播速率；根据所述超声波传播速率获取各个所述温度区域的内部温度；根据所述各个所述温度区域的内部温度构建所述内部温度场。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：光路调节装置，所述光路调节装置用于调节反射至所述测振仪的反射光光路。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一振镜扫描组件和第二振镜扫描组件；

所述第一振镜扫描组件用于调节所述脉冲激光器发出的脉冲激光的照射位置；

所述第二振镜扫描组件用于调节所述测振仪在所述待测物体表面进行测量的位置。