本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜溫度場中聲學(xué)測溫系統(tǒng)的研究

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【摘要】：在大型火力發(fā)電廠中,溫度場的分布是確定設(shè)備狀態(tài)的重要參數(shù)之一,由于工業(yè)燃燒過程自身具有瞬態(tài)變化、隨機(jī)湍流、設(shè)備尺寸大、環(huán)境惡劣等特征,使得傳統(tǒng)的溫度測量方法難以長期測得可靠的溫度數(shù)據(jù)。因此,需要引入更為先進(jìn)的溫度測量技術(shù)。聲學(xué)測溫技術(shù)主要基于聲波在特定介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)溫度間的單值函數(shù)關(guān)系來實現(xiàn),不受環(huán)境的影響,適應(yīng)各種高溫、腐蝕、多塵的惡劣環(huán)境,具有廣泛的應(yīng)用前景。本文根據(jù)電站鍋爐的運(yùn)行特性,研究溫度場重建補(bǔ)償算法和聲學(xué)測溫系統(tǒng),主要研究內(nèi)容包括：1、介紹了聲學(xué)測溫的基礎(chǔ)理論,討論了聲波在非均勻溫度場、多相介質(zhì)以及二維速度場中的傳播特性。建立聲波傳播路徑的數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)值計算的方法得到在溫度場彎曲效應(yīng)作用下的聲波彎曲路徑。以電站鍋爐為例,仿真計算了不同溫度場以及耦合速度場對于聲學(xué)測溫中聲波路徑長度和聲波飛渡時間的影響。2、研究討論了典型溫度場重建算法的原理和重建過程,針對電站鍋爐溫度場重建精度的要求,將有模型與無模型的重建算法相結(jié)合,提出一種溫度場重建的補(bǔ)償算法。首先考慮溫度場以及速度場的影響,利用聲學(xué)CT算法確定一組新的聲波路徑并擬合出溫度分布函數(shù),采用平方反比法計算網(wǎng)格溫度,實現(xiàn)對溫度場重建的補(bǔ)償。最后,進(jìn)行溫度場重建的仿真實驗并分析比較。3、完成了聲學(xué)測溫系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā),并分別在實驗室平臺和國內(nèi)某自備電站鍋爐進(jìn)行冷態(tài)和熱態(tài)的聲學(xué)測溫實驗,驗證提出的溫度場重建補(bǔ)償算法的可行性,為聲學(xué)測溫在檢測爐內(nèi)溫度場的工程應(yīng)用提供理論與實踐支撐。
【關(guān)鍵詞】：溫度場 聲學(xué)測溫 補(bǔ)償算法 聲學(xué)測溫系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM621
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題背景及意義8
• 1.2 溫度場的測量方法綜述8-11
• 1.2.1 接觸式測量法9
• 1.2.2 非接觸式測量法9-11
• 1.3 聲學(xué)測溫的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4 研究思路與內(nèi)容13-14
• 第二章 聲學(xué)測溫技術(shù)及聲波路徑修正14-31
• 2.1 聲波傳播的基礎(chǔ)理論14-19
• 2.1.1 聲波傳播的基本方程14-16
• 2.1.2 平面波的基本概念與性質(zhì)16-18
• 2.1.3 聲波在旁支管中的傳播18-19
• 2.2 聲學(xué)測溫技術(shù)簡介19-21
• 2.2.1 單路徑測溫20
• 2.2.2 多路徑測溫20-21
• 2.3 聲波傳播路徑的建模與修正21-26
• 2.3.1 聲波在非均勻溫度場中的傳播特性21-24
• 2.3.2 聲波在二維速度場中的傳播特性24
• 2.3.3 聲波在多相介質(zhì)中的傳播特性24-26
• 2.4 電站鍋爐的聲學(xué)測溫仿真計算26-30
• 2.4.1 溫度場模型的選擇26-27
• 2.4.2 計算聲波彎曲路徑27-28
• 2.4.3 耦合速度場28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 電站鍋爐爐膛溫度場重建及補(bǔ)償算法研究31-44
• 3.1 聲學(xué)法溫度場重建基礎(chǔ)理論31-32
• 3.2 兩種溫度場重建算法32-36
• 3.2.1 聲學(xué)CT算法32-33
• 3.2.2 拋物線模型算法33-36
• 3.3 溫度場重建補(bǔ)償算法36-39
• 3.3.1 溫度場的補(bǔ)償36-37
• 3.3.2 速度場的補(bǔ)償37-38
• 3.3.3 溫度場重建的補(bǔ)償38-39
• 3.4 溫度場重建仿真實驗分析39-43
• 3.4.1 模型場的建立39-40
• 3.4.2 溫度場重建40-43
• 3.4.3 誤差分析43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 聲學(xué)測溫系統(tǒng)的實驗研究44-59
• 4.1 聲學(xué)測溫系統(tǒng)的構(gòu)成44-46
• 4.1.1 系統(tǒng)整體設(shè)計44-45
• 4.1.2 硬件系統(tǒng)45
• 4.1.3 軟件系統(tǒng)45-46
• 4.2 實驗室冷態(tài)實驗研究46-52
• 4.2.1 冷態(tài)實驗概述46-47
• 4.2.2 系統(tǒng)飛渡時間計算47-48
• 4.2.3 信號類型選擇及參數(shù)優(yōu)化48-49
• 4.2.4 二維冷態(tài)實驗49-52
• 4.3 現(xiàn)場熱態(tài)實驗研究52-58
• 4.3.1 聲波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)實驗研究52-54
• 4.3.2 二維熱態(tài)實驗54-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 論文主要內(nèi)容總結(jié)59
• 5.2 論文的展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的專利設(shè)計65
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目65

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