隨著現(xiàn)代社會的進(jìn)步與發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平也逐步提高，工業(yè)上對溫度測量的精度、測量范圍等各項(xiàng)要求也日益提高。而目前市面上常用的溫度傳感器，如熱膨脹溫度計(jì)、熱電偶、熱電阻溫度計(jì)等常規(guī)溫度測量技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但只能局限于傳統(tǒng)的場合溫度測量，在許多高科技領(lǐng)域尚無法得到很好的應(yīng)用。伴隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、新材料、新工藝等科技的飛速發(fā)展，越來越多的新型測溫技術(shù)與溫度傳感器不斷出現(xiàn)來滿足工作以及科研等方面的需要。

（1）輻射式溫度測量技術(shù)

輻射式溫度測量技術(shù)是一種現(xiàn)代測溫技術(shù)，它是根據(jù)物體所輻射的能量來實(shí)現(xiàn)溫度測量的。熱輻射是物體表面向外發(fā)射熱能，物體的熱輻射特性受溫度的影響較大，物體在只要不是絕對零度的條件下都會產(chǎn)生輻射，例如，鋼鐵的溫度在600℃是呈現(xiàn)出暗紅色，在800℃是顏色為亮紅色，而在1400℃時為白亮色。因此只要確定表征熱輻射的參數(shù)與物體溫度之間對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系就可以實(shí)現(xiàn)溫度的測量。

和傳統(tǒng)的溫度測量技術(shù)相比，輻射式溫度測量技術(shù)具有明顯的特點(diǎn)：輻射式溫度測量技術(shù)屬于非接觸式測量，即感溫部件與被測介質(zhì)沒有直接接觸，在測量過程中不會干擾被測物體的溫度場，因此這種測溫儀表可適用于動態(tài)測量或有腐蝕性環(huán)境的溫度測量，如高溫鹽爐,油爐和煤氣爐的溫度測量；輻射式溫度測量技術(shù)的溫度測量范圍很廣，可以實(shí)現(xiàn)從400℃到3200℃的溫度測量，從理論上講，輻射測溫?zé)o上限。但由于感溫部件沒有與被測對象直接接觸，因此不能測量物體內(nèi)部的溫度，其溫度測量誤差較大，精度不如熱電偶溫度計(jì)高。

（2）石英晶體溫度測量技術(shù)

石英晶體的振動頻率與溫度之間存在函數(shù)關(guān)系，根據(jù)這種函數(shù)關(guān)系只要測出石英晶體的振動頻率就可以得出溫度。

石英晶體溫度計(jì)的應(yīng)用非常廣泛，既能用于高精度的溫度測量，又能作為標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)進(jìn)行量值傳遞，還能實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場穩(wěn)態(tài)條件下的溫度的測量與控制。同時由于石英晶體溫度計(jì)是通過對頻率的測量來實(shí)現(xiàn)測溫，其測量結(jié)果不受導(dǎo)線距離的影響，因而能用于遠(yuǎn)距離溫度測量和控制。石英晶體溫度計(jì)也存在著響應(yīng)速度較慢、測量范圍小等缺陷，無法滿足實(shí)時、大量程的溫度測量場合。

溫度測量方法多種多樣，無論是傳統(tǒng)的測溫技術(shù)還是現(xiàn)代測溫技術(shù)都有各自的使用特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，因此在對于許多特殊條件（如高溫強(qiáng)腐蝕性、真空、還原性、高溫熔體、強(qiáng)輻射、磁干擾）的溫度測量，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)臏y量方法，只有這樣才能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

針對傳統(tǒng)的溫度傳感器在一個較寬的測量范圍內(nèi)不能保證穩(wěn)定的高精度測量的難點(diǎn)問題，本課題根據(jù)超聲波在介質(zhì)中傳播速度隨介質(zhì)溫度變化而變化的特點(diǎn)，采用了一種不同的溫度測量方法——超聲波測溫法。超聲波測溫技術(shù)是通過測量超聲波在介質(zhì)中傳播的速度，并利用其傳播速度與介質(zhì)的溫度的關(guān)系計(jì)算出對應(yīng)的介質(zhì)溫度。超聲波在一個非常寬的溫度范圍內(nèi)都能在介質(zhì)中傳播，采用超聲波測溫本身具有比較寬的量程，精密測量超聲波在介質(zhì)中的傳播時間，即可精密測得介質(zhì)溫度，可以實(shí)現(xiàn)寬量程高精度的溫度測量。