發(fā)布時(shí)間：2017-10-23 06:03

  本文關(guān)鍵詞：基于聲學(xué)法的電廠燃煤爐溫度場(chǎng)重建系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 聲學(xué)測(cè)溫 聲波導(dǎo)管 聲波傳播特性 溫度場(chǎng)重建 聲學(xué)測(cè)溫系統(tǒng)

【摘要】：電廠燃煤鍋爐爐膛溫度是對(duì)鍋爐火焰監(jiān)測(cè)與控制的重要運(yùn)行參數(shù)。由于鍋爐燃燒過(guò)程的復(fù)雜性,傳統(tǒng)測(cè)溫技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)整個(gè)溫度場(chǎng)的測(cè)量。聲學(xué)測(cè)溫法作為一種新的測(cè)溫技術(shù),具有非接觸式、測(cè)溫范圍廣、測(cè)溫原理簡(jiǎn)單、可在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),在爐膛測(cè)溫中起到越來(lái)越重要的作用。本文基于國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及前人研究基礎(chǔ),對(duì)聲學(xué)法溫度場(chǎng)重建系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。本文提出在聲學(xué)傳感器前端安裝聲波導(dǎo)管以保證其可在高溫環(huán)境下正常工作,為此對(duì)聲波在聲波導(dǎo)管中的傳播特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)合電廠鍋爐背景噪聲及前人研究成果,確定以線性掃頻信號(hào)作為聲源信號(hào),同時(shí)對(duì)導(dǎo)管結(jié)構(gòu)與內(nèi)襯材料進(jìn)行說(shuō)明。在此研究基礎(chǔ)上,作者搭建了聲波導(dǎo)管實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)。聲波導(dǎo)管傳播實(shí)驗(yàn)表明,聲波導(dǎo)管的引入使接收信號(hào)與發(fā)送信號(hào)的互相關(guān)包絡(luò)產(chǎn)生多個(gè)峰值,而使用管內(nèi)壁敷設(shè)吸聲材料的聲波導(dǎo)管會(huì)消除多徑效應(yīng),但是接收信號(hào)會(huì)存在很大的衰減,聲波衰減與導(dǎo)管的長(zhǎng)度、導(dǎo)管的內(nèi)直徑、聲波的頻率有關(guān),合理選擇聲波導(dǎo)管尤為重要。為獲取較為準(zhǔn)確的聲波飛渡時(shí)間,本文提出了互相關(guān)時(shí)延估計(jì)與相關(guān)峰內(nèi)插運(yùn)算相結(jié)合,基于MATLAB平臺(tái)驗(yàn)證了其減小采樣頻率所帶來(lái)的量化誤差,保證了時(shí)延估計(jì)的準(zhǔn)確性,且不影響時(shí)延估計(jì)的實(shí)時(shí)性。為驗(yàn)證聲學(xué)法溫度場(chǎng)重建的有效性,作者搭建了聲學(xué)測(cè)溫系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行聲波飛渡時(shí)間的測(cè)量及待測(cè)區(qū)域溫度場(chǎng)的重建。針對(duì)待測(cè)區(qū)域內(nèi)常溫?zé)o高溫區(qū)域及存在高溫區(qū)域的情況,分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究與分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,此聲學(xué)測(cè)溫系統(tǒng)能夠反映出待測(cè)區(qū)域的溫度場(chǎng)分布,且對(duì)高溫區(qū)域的位置較為敏感。同時(shí)也指出利用工業(yè)電暖器進(jìn)行鍋爐內(nèi)部溫度場(chǎng)的模擬與拋物線函數(shù)模型存在一定的出入,因此在實(shí)驗(yàn)中,利用最小二乘法進(jìn)行待測(cè)區(qū)域溫度場(chǎng)的重建效果更佳。此聲學(xué)測(cè)溫系統(tǒng)的搭建與實(shí)驗(yàn)研究對(duì)于電廠燃煤爐膛溫度場(chǎng)分布的測(cè)量與研究具有重要的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：聲學(xué)測(cè)溫 聲波導(dǎo)管 聲波傳播特性 溫度場(chǎng)重建 聲學(xué)測(cè)溫系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM621.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景及意義9
• 1.2 爐膛溫度測(cè)量技術(shù)研究概況9-14
• 1.2.1 爐膛測(cè)溫方法介紹9-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外聲學(xué)測(cè)溫研究概況和發(fā)展10-11
• 1.2.3 聲學(xué)測(cè)溫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及存在的問(wèn)題11-12
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有產(chǎn)品成果介紹12-14
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 聲學(xué)法測(cè)溫基本理論與原理15-33
• 2.1 介質(zhì)溫度的測(cè)量15-17
• 2.2 飛渡時(shí)間測(cè)量原理17-20
• 2.3 聲學(xué)法二維溫度場(chǎng)重建算法20-27
• 2.3.1 最小二乘法溫度場(chǎng)重建算法20-24
• 2.3.2 基于拋物線函數(shù)模型溫度場(chǎng)重建算法24-27
• 2.4 聲波在聲波導(dǎo)管中的傳播27-31
• 2.4.1 導(dǎo)管中的聲波及截止頻率27-29
• 2.4.2 均勻有限導(dǎo)管聲波特性29
• 2.4.3 突變截面導(dǎo)管聲波特性29-30
• 2.4.4 導(dǎo)管中的衰減聲波30-31
• 2.5 本章小節(jié)31-33
• 第三章 聲波導(dǎo)管傳播特性實(shí)驗(yàn)研究33-57
• 3.1 聲源信號(hào)形式的選擇33-34
• 3.2 聲波導(dǎo)管實(shí)驗(yàn)研究的必要性34-35
• 3.3 聲波導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)及內(nèi)襯材料說(shuō)明35-36
• 3.3.1 聲波導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)35-36
• 3.3.2 內(nèi)襯材料的說(shuō)明與選擇36
• 3.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組成36-37
• 3.5 聲波導(dǎo)管傳播特性實(shí)驗(yàn)37-55
• 3.5.1 揚(yáng)聲器頻響特性的測(cè)量37-38
• 3.5.2 直導(dǎo)管下聲波信號(hào)衰減特性38-41
• 3.5.3 直導(dǎo)管下聲波信號(hào)多徑特性41-44
• 3.5.4 其它非直導(dǎo)管下聲波信號(hào)多徑特性44-54
• 3.5.5 不同導(dǎo)管下聲波信號(hào)衰減計(jì)算54-55
• 3.6 本章小節(jié)55-57
• 第四章 聲波飛渡時(shí)間估計(jì)的優(yōu)化57-69
• 4.1 時(shí)延估計(jì)算法優(yōu)化的必要性57-58
• 4.1.1 時(shí)延估計(jì)量化誤差57
• 4.1.2 實(shí)際測(cè)量中時(shí)延誤差57-58
• 4.2 相關(guān)峰內(nèi)插運(yùn)算原理58-60
• 4.2.1 互相關(guān)函數(shù)峰值拋物線插值58-59
• 4.2.2 互相關(guān)函數(shù)峰值多項(xiàng)式擬合59-60
• 4.3 相關(guān)峰內(nèi)插運(yùn)算仿真60-67
• 4.3.1 信噪比對(duì)時(shí)延估計(jì)的影響60-61
• 4.3.2 相關(guān)峰內(nèi)插時(shí)延估計(jì)流程61-63
• 4.3.3 不同方法求時(shí)延仿真結(jié)果及分析63-67
• 4.4 本章小節(jié)67-69
• 第五章 聲學(xué)法測(cè)溫系統(tǒng)的搭建與實(shí)驗(yàn)69-89
• 5.1 實(shí)驗(yàn)室條件下聲學(xué)測(cè)溫系統(tǒng)的搭建69-71
• 5.2 聲波飛渡時(shí)間的測(cè)量與溫度場(chǎng)重建71-87
• 5.2.1 常溫情況下聲波飛渡時(shí)延測(cè)量與溫度場(chǎng)重建71-73
• 5.2.2 中心熱源溫度變化對(duì)時(shí)延估計(jì)的影響73-74
• 5.2.3 中心偏上熱源情況下聲波飛渡時(shí)延測(cè)量與溫度場(chǎng)重建74-77
• 5.2.4 中心偏下熱源情況下聲波飛渡時(shí)延測(cè)量與溫度場(chǎng)重建77-80
• 5.2.5 側(cè)面熱源情況下聲波飛渡時(shí)延測(cè)量與溫度場(chǎng)重建80-83
• 5.2.6 測(cè)量點(diǎn)位置的偏移誤差對(duì)溫度場(chǎng)重建的影響83-86
• 5.2.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與誤差分析86-87
• 5.3 本章小節(jié)87-89
• 第六章 總結(jié)與展望89-91
• 6.1 全文工作總結(jié)89-90
• 6.2 展望90-91
• 致謝91-93
• 參考文獻(xiàn)93-94

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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本文編號(hào)：1081873