[發(fā)明專利]一種鍋爐聲波測(cè)溫系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610852212.1
• 申請(qǐng)日: 2016-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN107870046A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙東曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石化揚(yáng)子石油化工有限公司;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號(hào): G01K11/22
• 分類號(hào): G01K11/22
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 高玲玲

1.一種鍋爐聲波測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于包括：工控機(jī)、功率放大器、聲波發(fā)射器和聲波接收器；

所述工控機(jī)用于設(shè)置測(cè)溫系統(tǒng)的控制程序參數(shù)，分析選擇最優(yōu)聲波測(cè)溫信號(hào)，產(chǎn)生聲波測(cè)溫信號(hào)，并計(jì)算出鍋爐內(nèi)溫度；

所述功率放大器用于將聲波測(cè)溫信號(hào)進(jìn)行放大；

所述聲波發(fā)射器用于發(fā)出放大后的聲波測(cè)溫信號(hào)；

所述聲波接收器用于采集鍋爐背景噪聲和經(jīng)過鍋爐返回的聲波測(cè)溫信號(hào)；

所述處理機(jī)用于根據(jù)采集的鍋爐背景噪聲分析選擇最優(yōu)聲波測(cè)溫信號(hào)，并根據(jù)經(jīng)過鍋爐發(fā)回的聲波測(cè)溫信號(hào)的飛渡時(shí)間，計(jì)算出鍋爐內(nèi)溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于：所述工控機(jī)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)采集卡、信號(hào)發(fā)生卡和處理機(jī)；

所述數(shù)據(jù)采集卡用于設(shè)置測(cè)溫系統(tǒng)的控制程序參數(shù)；

所述信號(hào)發(fā)生卡用于產(chǎn)生聲波測(cè)溫信號(hào)；

所述處理機(jī)用于根據(jù)采集的鍋爐背景噪聲分析選擇最優(yōu)聲波測(cè)溫信號(hào)，并根據(jù)經(jīng)過鍋爐發(fā)回的聲波測(cè)溫信號(hào)的飛渡時(shí)間，計(jì)算出鍋爐內(nèi)溫度。

3.一種鍋爐聲波測(cè)溫方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、設(shè)置聲波測(cè)溫系統(tǒng)的控制程序參數(shù)，啟動(dòng)聲波測(cè)溫系統(tǒng)；

步驟2、采集鍋爐背景噪聲；

步驟3、選擇最優(yōu)聲波測(cè)溫信號(hào)；

步驟4、產(chǎn)生所述聲波測(cè)溫信號(hào)，所述聲波測(cè)溫信號(hào)經(jīng)功率放大后發(fā)射到鍋爐，經(jīng)鍋爐返回后采集分析得出所述聲波測(cè)溫信號(hào)的飛渡時(shí)間；

步驟5、根據(jù)所述聲波測(cè)溫信號(hào)的飛渡時(shí)間，計(jì)算出鍋爐內(nèi)溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐聲波測(cè)溫方法，其特征在于：所述步驟3選擇最優(yōu)聲波測(cè)溫信號(hào)采用包括以下步驟：

步驟3.1、檢測(cè)鍋爐背景噪聲，得到鍋爐背景噪聲數(shù)據(jù)，對(duì)鍋爐背景噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行聲學(xué)分析，得到聲壓幅值-頻譜圖，其中聲壓幅值采用負(fù)數(shù)形式表示幅值大小；

步驟3.2、在所述聲壓幅值-頻譜圖中尋找最大聲壓幅值并將該最大聲壓幅值的1.5～2倍值對(duì)應(yīng)頻率定義為臨界頻率，定義小于臨界頻率的頻率范圍為鍋爐背景噪聲的主要噪聲頻段，定義大于臨界頻率的頻率范圍為鍋爐背景噪聲的次要噪聲頻段；

步驟3.3、判斷次要噪聲頻段中是否存在聲壓幅值在α以上的突發(fā)噪聲；

步驟3.4、當(dāng)次要噪聲頻段對(duì)應(yīng)的聲壓幅值大于α?xí)r，則判定次要噪聲頻段中存在突發(fā)噪聲并定義所述突發(fā)噪聲對(duì)應(yīng)的頻段為突發(fā)噪聲頻段，在所述突發(fā)噪聲頻段對(duì)應(yīng)的聲壓幅值中尋找最大聲壓幅值，并將該最大聲壓幅值對(duì)應(yīng)頻率定義為尋優(yōu)起始頻率，將所述尋優(yōu)起始頻率作為尋優(yōu)頻率范圍的起始值，將所述尋優(yōu)起始頻率與所述臨界頻率的和值作為尋優(yōu)頻率范圍的終止值，執(zhí)行步驟六；

步驟3.5、當(dāng)次要噪聲頻段對(duì)應(yīng)的聲壓幅值小于α?xí)r，則判定次要噪聲頻段中不存在所述突發(fā)噪聲，將500～1000Hz的頻率區(qū)間作為尋優(yōu)頻率范圍，執(zhí)行步驟六；

步驟3.6、利用粒子群尋優(yōu)算法在所述尋優(yōu)頻率范圍對(duì)應(yīng)的聲壓幅值中尋找最低聲壓幅值并將該最低聲壓幅值對(duì)應(yīng)頻率作為聲波測(cè)溫信號(hào)的起始頻率，以臨界頻率值的4～5倍值作為所述聲波測(cè)溫信號(hào)的頻寬。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鍋爐聲波測(cè)溫方法，其特征在于：所述步驟3.4中α為-60～-100dB。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鍋爐聲波測(cè)溫方法，其特征在于：所述步驟3.1中的鍋爐背景噪聲包括燃燒噪聲和流體動(dòng)力噪聲。