本文關(guān)鍵詞：32通道的聲學(xué)法溫度場檢測系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：聲學(xué)法溫度場測量技術(shù)根據(jù)多路徑聲波傳播時間,來推算被測區(qū)域的溫度分布。該技術(shù)建立在介質(zhì)中的聲速是介質(zhì)溫度第一函數(shù)的基礎(chǔ)上,具有測溫范圍廣、測量空間范圍大、非接觸、不干擾被測對象等優(yōu)點。本課題研究以儲糧溫度監(jiān)測為背景。在儲糧的過程中,當(dāng)霉變或蟲害發(fā)生的時候,都會導(dǎo)致局部的溫度升高,也就是我們說的熱點的出現(xiàn)。只有及時發(fā)現(xiàn)儲糧中的熱點,并且對其快速定位,才能降低儲糧損失,這也是本課題研究的重要意義。在聲波傳播時間測量的過程中,允許采集較大的數(shù)據(jù)量,采用耗時大但抑噪能力強的時延估計算法以及多次重復(fù)測量等手段,保證測量數(shù)據(jù)擁有較高的信噪比。目前,在國內(nèi)聲學(xué)法溫度場測量技術(shù)的研究普遍針對二維層面進(jìn)行的。但是在某些場合,例如倉儲糧食的溫度監(jiān)測,就需要進(jìn)行三維溫度場重建。為了適應(yīng)更大的被測區(qū)域,本文設(shè)計了32通道的聲學(xué)法溫度場檢測系統(tǒng)。論文對該系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。該系統(tǒng)的硬件主要由機(jī)箱PXIe-1082、控制器PXIe-8135,數(shù)據(jù)采集模塊PXIe-4461、PXIe-4497、多路復(fù)用器開關(guān)PXIe-2575和聲波收發(fā)器陣列等部分組成。系統(tǒng)軟件用LabVIEW編寫,控制各硬件模塊協(xié)同工作完成聲波信號的發(fā)射、接收、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲以及各路徑聲波傳播時間的計算。收發(fā)器的位置和有效聲波路徑的選取直接關(guān)系著被測區(qū)域溫度分布的重建精度。為此,本文對三維溫度場的聲學(xué)CT重建進(jìn)行了仿真研究。在被測區(qū)域的周圍以區(qū)域頂點上有/無收發(fā)器兩種不同的方式,布置了30個聲波收發(fā)器。被測區(qū)域的剖分也考慮了1000和1500個像素兩種方式。對約兩千個單熱點的模型溫度場,進(jìn)行了仿真數(shù)據(jù)重建。溫度場重建質(zhì)量的評價采用均方根誤差、熱點溫度誤差和熱點位置誤差等指標(biāo)。重建結(jié)果表明,收發(fā)器布局和被測區(qū)域的剖分方式都會對重建質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。在區(qū)域頂點設(shè)置收發(fā)器可獲得較好的重建效果。選擇適當(dāng)?shù)臑V波參數(shù),可提高系統(tǒng)的抗噪聲能力。系統(tǒng)的運行結(jié)果表明所設(shè)計的系統(tǒng)可按照設(shè)計構(gòu)想正常運行。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK311

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本文編號：1236860