[實用新型]一種聲波傳播路徑自適應組網的溫度場重建系統

有效

• 申請號: 201920185922.2
• 申請日: 2019-02-02
• 公開（公告）號: CN210051451U
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 周新志;代偉嵩;董晨龍;崔岢
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01K11/22
• 分類號: G01K11/22
• 代理公司: 53113 昆明合眾智信知識產權事務所
• 代理人: 劉靜怡

本實用新型涉及溫度場重建領域，是一種聲波傳播路徑自適應組網的溫度場重建系統，解決了現有技術中無法對需要重點關注部分出現路徑稀疏造成的測量不準確的問題。本實用新型設置于待測場，包括兩組聲波換能器組；控制裝置，通過設置聲波換能器；二次重建溫度場；聲波換能器規劃、重新規劃后重建溫度場。本實用新型通過設置可分別調用的默認啟動組和自適應啟動組聲波換能器，在對待測場的溫度場進行重建的基礎上，對需要重點重建的子區域進行溫度場的重建，且通過兩組聲波換能器組進行子區域的線路規劃，解決了現有技術中因路徑稀疏造成的測量不準確的問題。

技術領域

本實用新型涉及溫度場重建領域，特別是指一種聲波傳播路徑自適應組網的溫度場重建系統。

背景技術

在現有火力發電站的燃煤鍋爐中，爐內溫度場的測量對研究爐內的燃燒狀況具有重要意義，溫度場的瞬態變化直接反應了爐內燃燒狀況。由于電站鍋爐尺寸大，工作環境惡劣，爐內火焰溫度高等特征，傳統的接觸式測量方案受元件材料耐高溫性能的限制，只能做到短時間測量，無法進行在線監測。

聲學測溫的原理是在測量得到聲波飛行時間的基礎上，利用相應的重建算法進行數值求解，反推出被測區域的溫度分布信息，其中某區域溫度重建精度與經過該區域的聲波傳播路徑的數目與精度直接相關。由于爐膛可開孔位置有限，且目前聲波飛渡時間測量一般采用互相關法，采樣速度較慢，過多的路徑必然拖慢系統的運行速度，因此一般聲波測量路徑不能過多。

傳統的聲學溫度場重建方法中，超聲波路徑一般是固定的，有限的路徑數難以保證被測區域各處路徑數都足夠密集。當爐膛溫度梯度變化劇烈的區域出現在路徑數較為稀疏的區域時，重建精度必然不高，溫度場測量的不準確直接影響到運行人員的操作，進而影響鍋爐運行的經濟性和安全性。

針對爐膛內部溫度場重建中，傳統的聲學溫度場重建方法中聲波傳輸路徑固定，對于需要重點關注部分出現在路徑稀疏區域時導致測量不準確的問題。

實用新型內容

本實用新型提出一種聲波傳播路徑自適應組網的溫度場重建系統，解決了現有技術中無法對需要重點關注部分出現路徑稀疏造成的測量不準確的問題。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種聲波傳播路徑自適應組網的溫度場重建系統，設置于待測場，包括兩組可分別調用的聲波換能器組；控制裝置，所述控制裝置包括用于對溫度場進行重建的溫度場重建模塊，用于對重建后的溫度場進行計算、分析的運算模塊，用于控制聲波換能器調用的線路規劃模塊；對溫度場進行實時顯示的顯示模塊。

進一步地，所述聲波換能器組包括默認啟動組和自適應啟動組；所述默認啟動組和自適應啟動組設置于待測場的同一個截面內，分別以中心對稱布置。

進一步地，所述控制裝置為微處理器，所述顯示模塊為液晶顯示屏。

本實用新型還公開了一種聲波傳播路徑自適應組網的溫度場重建方法，包括以下步驟：A設置聲波換能器：設置兩組分別連接控制裝置的聲波換能器，兩組聲波換能器設置于同一截面，分別已中心對稱布置；B二次重建溫度場：將待測溫度場劃分為有限個數子區域，先通過相應算法得到各子區域中心點溫度值，隨后使用插值算法重建出整個溫度場；C聲波換能器規劃：通過控制裝置對重建溫度場的二次信息進行分析，并進行線路經規劃，即聲波換能器規劃；D 重新規劃后重建溫度場：對于重新規劃路經后的待測場進行溫度場重建。

進一步地，所述步驟C具體的是：C1通過步驟B得到的二次溫度場重建的各個子區域的溫度場的對比，并計算各個子區域的變化率；C2設定變化率閾值，當某子區域的變化率超過該閾值時，增加該區域的線路規劃。

另外地，還包括C3：當各子區域的變化沒有超過該閾值時，將各區域的變化率進行排序，將變化率位于前30％，且調整區達到40％的子區域進行路線規劃。

進一步地，所述步驟A中的兩組聲波換能器為用于初始掃描的默認啟動組和用于規劃線路的自適應啟動組。