為了使聲學CT溫度場重建系統(tǒng)對被測區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)的各種溫度分布具有更好的重建能力,提出一種收發(fā)器位置優(yōu)化新方法:以均勻溫度場模型的重建誤差最小為目標函數(shù),用粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化收發(fā)器位置坐標。單峰偏置等5種典型溫度場模型的仿真重建結(jié)果表明:與傳統(tǒng)的均勻布置相比,文中方法確定的優(yōu)化布局可明顯降低重建誤差。文中對用電熱器形成的單峰偏置溫度場進行了重建實驗,實驗結(jié)果進一步驗證了所提方法的有效性和實用性。由于被測區(qū)域的溫度分布通常會呈現(xiàn)出多種多樣的分布特征,因此所提方法具有實用價值。 

【文章來源】：儀表技術與傳感器. 2020,(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

優(yōu)化布局(文獻[9]方法)

傳統(tǒng)均勻布局

圖1給出搜索過程中重建溫度場平均相對誤差(即適應度)隨迭代次數(shù)變化的情況。可以看出迭代到100次時平均相對誤差已趨于穩(wěn)定，此時的平均相對誤差約為0.007%。圖2給出了本文方法基于均勻溫度場優(yōu)化所確定的8聲波收發(fā)器布局。作為比較，圖3給出了普遍采用的均勻布局。圖4給出了基于雙峰對稱溫度場優(yōu)化，即文獻[9]方法，所確定的收發(fā)器布局。圖2～圖4中還給出了這些布局所對應的的聲波傳播路徑和被測區(qū)域的網(wǎng)格劃分。3種方法聲線分別穿過302個網(wǎng)格、293個網(wǎng)格、281個網(wǎng)格。由此可見本文方法優(yōu)化后的收發(fā)器布局所形成的聲線能更好的覆蓋被測區(qū)域。圖2 優(yōu)化布局(本文方法)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于互相關的堆積物料中聲波傳播時間測量[J]. 郭淼,胡永輝,閆勇,盧鋼.  電子測量與儀器學報. 2018(12)
[2]基于改進粒子群優(yōu)化算法的混沌系統(tǒng)參數(shù)估計[J]. 石建平,李培生,劉國平,劉鵬.  華中科技大學學報(自然科學版). 2018(09)
[3]基于低頻聲波的空氣溫度測量研究[J]. 郭淼,閆勇,盧鋼,胡永輝.  儀器儀表學報. 2018(01)
[4]三維溫度場聲學CT重建中的聲波路徑選擇[J]. 顏華,朱冠楠,王曉寧,于立新.  沈陽工業(yè)大學學報. 2017(04)
[5]基于粒子群優(yōu)化算法的聲波收發(fā)器優(yōu)化布置數(shù)值模擬[J]. 宋偉,黃帆,劉石.  燃燒科學與技術. 2015(06)
[6]基于收發(fā)分體聲波換能器的二維溫度場重建[J]. 沈雪華,熊慶宇,石欣,賈睿璽,徐光宇.  儀器儀表學報. 2015(08)
[7]儲糧溫度分布聲學CT重建仿真[J]. 顏華,莊薔,王曉寧.  沈陽工業(yè)大學學報. 2015(06)
[8]基于隨機權重粒子群和K-均值聚類的圖像分割[J]. 李海洋,文永革,何紅洲,李柏林.  圖學學報. 2014(05)
[9]基于隨機慣性權重的簡化粒子群優(yōu)化算法[J]. 趙志剛,黃樹運,王偉倩.  計算機應用研究. 2014(02)
[10]聲學CT復雜溫度場重建研究[J]. 顏華,陳冠男,楊奇,劉麗鈞.  聲學學報. 2012(04)



本文編號：3545411