[發明專利]一種鍋爐爐膛測溫方法和測溫裝置

有效

• 申請號: 201610233555.X
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105784187B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 渠曉軍;蘇鐵熊;馬理強;呂沁陽;崔旭陽;金喆
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01K11/22
• 分類號: G01K11/22;G01J5/10
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 李毅

本發明公開了一種鍋爐爐膛測溫方法和測溫裝置，涉及測溫技術。一種鍋爐爐膛測溫方法，該方法采用紅外測溫與聲學測溫相耦合的方法，重建出由聲學與紅外測溫結果耦合而成的爐膛內三維溫度場。測溫裝置包括固定在鍋爐爐膛同一水平面的四個爐墻角處的紅外測溫裝置，相鄰兩個紅外測溫裝置的中間位置分別固定聲學測溫裝置，所述的紅外測溫裝置和聲學測溫裝置分別連接光電轉化裝置和聲電轉化裝置，所述的光電轉化裝置和聲電轉化裝置分別連接一個信號耦合裝置，所述的信號耦合裝置連接顯示輸出裝置。本發明既可以實現溫度場的實時監測，同時也節省了一部分設備的安裝和后續維護所需要的經費，成本低。

技術領域

本發明涉及測溫技術，具體涉及一種鍋爐爐膛測溫方法和測溫裝置。

背景技術

隨著鍋爐爐膛測溫技術的需求不斷提高，溫度測量技術也隨之發生了改進。溫度測量技術發展到當今，不僅有技術較為成熟的直接接觸測溫方法，如紅外CT測溫法；還包括了以聲學測溫等為代表的非接觸測溫方法。

使用直接接觸測溫方法是將測溫設備布置在溫度場中進行測量，但這種方法測溫周期不宜過長，因而難以實現對整個爐膛進行在線監控測溫。而對于非直接接觸測溫方法，在測量的過程中不與爐膛內燃料進行接觸，因此對被測物的溫度分布影響很小，使得對于鍋爐燃燒這種快速變化且不恒定的熱力過程中溫度測量的精度更高。現有的主流鍋爐爐膛測溫方法主要是紅外和聲學兩種方法、但是兩種方法都存在測量范圍有局限性，以及信號容易失真，且難以實現汕尾溫度場測量的目的。

CN201210291564公開了一種聲學的爐膛測溫方法，是在煙氣流動的爐膛一側內壁上，每隔4-6 米均勻設置一個測點，并在每個測點處安裝一套監測裝置；監測裝置的結構為：由聲波導管、聲波發生裝置和駐極體式傳聲器組成的聲波收發器布置在測點處；聲波發生裝置連接到功率放大器，功率放大器與接線盒輸出端連接；駐極體式傳聲器連接到信號調理器，信號調理器與接線盒的輸入端連接；接線盒與雙通道數據采集卡連接，雙通道數據采集卡連接到工控機。此方法雖然可以克服煙道氣流不穩定等情況，但其聲波過渡時間長，信號容易失真；而且其可測量的溫度范圍具有局限性。

CN201110228815公開了一種紅外線測溫裝置及建立燃煤鍋爐溫度場的方法，包括設置于裝置外殼內部的光學系統和光電探測及信號處理單元，在光學系統的前端設置有與裝置外殼連接并與其內部光路連通的導光管，導光管的長度足以穿過爐墻及水冷壁上的開孔且伸入鍋爐內部；在所述裝置外殼的外側端設有冷卻介質接口，所述冷卻介質接口和裝置外殼內部空腔以及導光管連通。所述建立燃煤鍋爐溫度場的方法，在位于鍋爐的灰斗上沿水平面的上方垂直于鍋爐軸線的截面上設置溫度測點，使用所述的測量燃煤鍋爐內部溫度的紅外線測溫裝置或紅外線熱像儀測量出各個點的真實溫度。但此方法安裝性價比低，爐膛中心溫度難以測量，實現三維溫度場的重建困難很大。

為了解決現有技術存在的上述缺陷，本發明研發了一種將聲學與紅外測溫相結合進行測溫的技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種鍋爐爐膛測溫方法和測溫裝置，以實現對鍋爐爐膛實時、精確和立體的測溫效果。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種鍋爐爐膛測溫方法，該方法采用紅外測溫與聲學測溫相耦合的方法，重建出由聲學與紅外測溫結果耦合而成的爐膛內三維溫度場。

進一步地，上述鍋爐爐膛測溫方法，步驟為：

（1）紅外測溫：在爐膛的同一平面的四個爐角設置紅外測溫裝置，爐內每一個矩形的測溫平面中都會形成2條由對稱的紅外測溫裝置形成的紅外測溫路徑，將紅外測溫裝置測得的光電信號轉化成電信號，重建爐內二維溫度場，模擬出某一平面的溫度場，得出紅外測量點溫度之間相關關系函數為：

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