基于聲層析成像的溫度場重建技術研究.pdf

1、煙氣溫度是鍋爐運行和檢測所需的一個最重要信息。為了維護鍋爐運行的安全和穩(wěn)定，必須對鍋爐的燃燒過程進行自動控制。通過對煙氣溫度場的準確測量，及時掌握鍋爐內(nèi)的燃燒狀態(tài)，為燃燒優(yōu)化運行提供保證。現(xiàn)代鍋爐內(nèi)燃燒氣體的溫度能夠達到3000°F(1650℃)，通常使用的接觸式測溫方法由于溫度過高實用性很差。而且借助普通的熱電偶和水冷式抽氣熱電偶探測方法只能做短時間逐點測量，無法實現(xiàn)實時在線檢測。 本文介紹了一種新型的測溫技術一聲層析成像溫度

2、場檢測技術。該技術由于其非接觸，測溫范圍廣(0-1900℃)，測量對象空間范圍大(可達數(shù)十米)，精度高，實時測量，維護方便等優(yōu)點，必將在工業(yè)鍋爐溫度場檢測中起到越來越重要的作用。此外，該技術還可用于大型會議室和劇場內(nèi)的溫度監(jiān)測和調(diào)節(jié)、大氣海洋溫度分布監(jiān)測等領域。 本文綜述了高溫工業(yè)爐內(nèi)溫度場測量方法，闡述了聲學溫度場檢測技術的基本理論、發(fā)展現(xiàn)狀。介紹了指數(shù)SVD溫度場重建算法，探討了聲發(fā)射器/接收器數(shù)目、位置分布、溫度場區(qū)域劃分

3、以及溫度場復雜程度對溫度場重建精度的影響。提出了指數(shù)正則化溫度場重建算法和基于Landweber迭代的指數(shù)溫度場重建算法。與指數(shù)SVD算法相比，新算法更適合于復雜溫度場的重建。 聲波路徑的彎曲效應是影響溫度場重建精度的重要因素，尤其對于溫度梯度較大的復雜溫度場，將聲發(fā)射器/接收器之間的直線作為聲音傳播路徑會給重建結果造成較大的誤差。本文通過求解由Fermat原理和變量積分原理得出的彎曲路徑，修正重建溫度場獲得更好的重建精度。