基于聲學(xué)傳感器的溫度場測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、聲學(xué)層析成像溫度場檢測技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，該技術(shù)在國外已發(fā)展成熟，并應(yīng)用于工業(yè)爐爐溫在線檢測等領(lǐng)域。由于爐膛燃燒過程自身具有瞬態(tài)變化、隨機(jī)湍流、設(shè)備尺寸龐大、環(huán)境惡劣等特征，給實(shí)際爐膛溫度的在線測量帶來困難。聲學(xué)法測溫是一種有效的非插入式爐膛溫度測量方法，具有測量精度高，測量范圍廣、測量范圍空間大、實(shí)時連續(xù)測量、抗干擾能力強(qiáng)、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于溫度場的測量與重建。
　　 本文基于新型聲學(xué)測溫方法，在前人研究的基

2、礎(chǔ)上，改進(jìn)了聲學(xué)測溫系統(tǒng)的硬件組成，測量聲波在溫度場內(nèi)多條路徑的飛行時間，重建溫度場。在本文中介紹了系統(tǒng)各部分的組成結(jié)構(gòu)，給出了聲學(xué)高溫計系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程圖，并進(jìn)行了細(xì)致的講解。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了常溫和高溫條件下的實(shí)驗(yàn)研究。對信號的頻帶，傳感器位置分布，和影響測量結(jié)果準(zhǔn)確性的因素進(jìn)行了細(xì)致的分析。本文主要完成了以下工作：
　　 (1)根據(jù)聲學(xué)測溫原理，基于前人開發(fā)的聲學(xué)高溫計，加入了多路切換模擬開關(guān)，進(jìn)行了多傳感器切換實(shí)驗(yàn)，

3、系統(tǒng)支持多達(dá)32個傳感器切換；
　　 (2)對三種類型的傳聲器進(jìn)行了效果測試，包括動圈式傳聲器、駐極體式傳聲器、壓電式傳聲器，最終確定使用動圈式傳聲器，單麥克方案；
　　 (3)改進(jìn)并完善了聲學(xué)測溫系統(tǒng)的軟件平臺，加入Matlab成像模塊，采用VC++6.0調(diào)用Matlab動態(tài)鏈接庫的方法，實(shí)現(xiàn)圖像重建；
　　 (4)在常溫和高溫下，對單路徑聲學(xué)高溫計進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證聲學(xué)高溫計的高溫檢測能力，并對測量結(jié)果進(jìn)行了修正