發(fā)布時間：2023-03-02 21:10

　　聲學法溫度場重建技術是一種新興的非接觸式溫度檢測技術,在確保工業(yè)爐系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行、提高糧食倉儲質(zhì)量、大氣參數(shù)遠距離監(jiān)測和海底熱泉溫度分布監(jiān)測等領域具有廣闊的應用前景。采用聲學法進行溫度場重建時,需要在被測區(qū)域周圍布置一定數(shù)量的聲波收發(fā)器,收發(fā)器間形成覆蓋被測區(qū)域的聲波傳播路徑。因此在收發(fā)器數(shù)目一定的情況下,收發(fā)器的布局方式就變得至關重要。為了使聲學法溫度場重建系統(tǒng)能更好地適應特征各異的溫度分布,本文提出一種以均勻溫度場重建誤差最小為目標函數(shù),以粒子群算法為優(yōu)化方法的收發(fā)器布局位置優(yōu)化新方法。采用該方法,對布置在正方形區(qū)域周圍的8個收發(fā)器位置進行優(yōu)化。四峰非對稱等五種典型模型溫度場的仿真重建結(jié)果表明,與常用的均勻?qū)ΨQ布局相比,優(yōu)化布局的重建誤差更小,重建圖像能更好的反應被測區(qū)域的溫度分布。本文還提出了一個評價聲線對被測區(qū)域的覆蓋情況的量化指標“等效網(wǎng)格數(shù)”。利用“等效網(wǎng)格數(shù)”解釋了優(yōu)化布局可降低重建誤差的原因。采用優(yōu)化布局和8通道聲學法溫度場重建系統(tǒng),對電熱器形成的單峰偏置溫度場進行了重建實驗,重建結(jié)果進一步驗證了所提方法的有效性和實用性。本文還研究了聲學法溫度場重建系統(tǒng)的標定方法。從...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 聲學測溫技術研究概況
    1.3 論文研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 聲學法溫度場重建原理
    2.1 聲學法測溫原理
    2.2 聲波飛行時間測量原理
    2.3 溫度場重建基本思路
    2.4 常用的溫度場重建算法
        2.4.1 最小二乘法
        2.4.2 Markov徑向基函數(shù)與Tikhonov正則化法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 聲學法溫度場重建系統(tǒng)
    3.1 硬件系統(tǒng)構(gòu)成
        3.1.1 工控機介紹
        3.1.2 聲波信號發(fā)射部分
        3.1.3 聲波數(shù)據(jù)采集部分
    3.2 軟件系統(tǒng)設計
    3.3 本章小結(jié)
第4章 聲波收發(fā)器布局優(yōu)化與實現(xiàn)
    4.1 聲波收發(fā)器布局優(yōu)化的意義
    4.2 聲波收發(fā)器布局優(yōu)化方案
        4.2.1 優(yōu)化參數(shù)的選取
        4.2.2 優(yōu)化目標的確定
    4.3 聲波收發(fā)器布局優(yōu)化方法的研究
        4.3.1 粒子群優(yōu)化算法
        4.3.2 慣性權(quán)重的獲取
        4.3.3 學習因子的獲取
    4.4 聲波收發(fā)器布局優(yōu)化流程及結(jié)果
    4.5 二維溫度場重建及優(yōu)化效果驗證
        4.5.1 重建溫度場的質(zhì)量
        4.5.2 溫度場重建圖像
    4.6 聲波收發(fā)器布局與等效網(wǎng)格數(shù)
    4.7 溫度場重建實驗研究
    4.8 本章小結(jié)
第5章 溫度場重建系統(tǒng)標定方法研究
    5.1 聲波收發(fā)器角度對飛行時間的影響及標定方法
    5.2 溫度場重建系統(tǒng)分路徑標定方法研究
    5.3 標定方案及效果驗證
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻
在學研究成果
致謝



本文編號：3752630