[發(fā)明專利]一種用于提高聲波測溫系統(tǒng)測量精度的修正裝置及方法

在審

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• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112050965A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 梁昊;姚勝;孟桂祥;王祝成;曹壽峰;韓國慶;徐凱;王暉
• 申請（專利權）人: 蘇州西熱節(jié)能環(huán)保技術有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01K11/24
• 分類號: G01K11/24
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 王會

本發(fā)明公開了一種用于提高聲波測溫系統(tǒng)測量精度的修正裝置及方法，在聲波測溫系統(tǒng)中引入測量區(qū)域平均煙氣成分實時反饋信號，原聲波測溫系統(tǒng)測量并計算得出初始煙氣溫度，氣體常數(shù)修正模塊通過初始煙氣溫度及煙氣成分計算煙氣平均摩爾質(zhì)量、平均比熱比等參數(shù)，最終計算得出修正后氣體常數(shù)，經(jīng)過多次迭代得到最終修正煙氣溫度，最終修正煙氣溫度已完全考慮了煙氣成分變化的影響，采用實測的煙氣成分對氣體常數(shù)進行修正計算，溫度場測量結果準確性提高，更接近實際值，即使煙氣成分發(fā)生較大波動，也可完成精確測溫，且煙氣成分變動越大，修正效果越顯著。

技術領域

本發(fā)明屬于聲波測溫技術領域，具體涉及一種用于提高聲波測溫系統(tǒng)測量精度的修正裝置及方法。

背景技術

在工業(yè)生產(chǎn)中，例如火力發(fā)電廠、煉鋼廠、垃圾焚燒處理廠等，燃燒溫度和過程煙氣溫度分布都是能直接反映生產(chǎn)工況好壞的重要參數(shù)。準確地測量燃燒、煙氣溫度對優(yōu)化設備運行狀況、提升產(chǎn)品品質(zhì)以及控制污染物排放等均起到關鍵性的作用。

目前常用的工業(yè)溫度測量手段主要分為接觸式和非接觸式兩種，由于工業(yè)生產(chǎn)中燃燒及煙氣產(chǎn)物溫度較高，且煙氣存在灰分高、濕度大等情況，傳統(tǒng)接觸式測量方法受測量原件材料及測量環(huán)境的限值，無法完成長時間準確在線測量。而且接觸式測量法一般只能反映單點溫度，要想監(jiān)測截面溫度分布需要布置大量測點，日常維護工作量較大。為了適應高溫、高濕、多塵、腐蝕等惡劣環(huán)境下的溫度測量需求，聲波測溫法已經(jīng)引入并應用在各種工業(yè)生產(chǎn)過程中，其主要原理為測量發(fā)射和接收裝置之間氣體路徑上聲波傳遞的平均速度，通過溫度與聲速間的函數(shù)關系求解計算煙氣平均溫度。

聲波測溫法中溫度與聲速對應關系與氣體組成成分相關，由于當前聲波測溫系統(tǒng)的應用案例主要集中在電站燃煤鍋爐上，工況穩(wěn)定性相對較好，燃燒產(chǎn)生的煙氣成分變化不大，故現(xiàn)有聲波測溫系統(tǒng)測算時均未考慮測量區(qū)域煙氣成分變化造成的影響，帶來了一定的誤差。這一誤差在燃燒混煤的燃煤鍋爐以及垃圾焚燒爐、生物質(zhì)鍋爐等燃料成分不穩(wěn)定或進料不連續(xù)的情況下將被進一步放大，造成較大的測量偏差。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于提高聲波測溫系統(tǒng)測量精度的修正裝置及方法，解決現(xiàn)有聲波測溫系統(tǒng)在煙氣成分變動較大的情況下測量結果誤差大的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的，達到上述技術效果，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種用于提高聲波測溫系統(tǒng)測量精度的修正裝置，包括：聲波信號發(fā)射模塊、聲波信號接收模塊、路徑聲速計算模塊、煙氣溫度計算模塊、溫度場還原模塊、煙氣成分測量模塊和氣體常數(shù)修正模塊，所述聲波信號發(fā)射模塊依次與聲波信號接收模塊、路徑聲速計算模塊和煙氣溫度計算模塊連接，煙氣成分測量模塊與氣體常數(shù)修正模塊連接再連接煙氣溫度計算模塊，煙氣溫度計算模塊與溫度場還原模塊連接；

通過引入煙氣成分測量模塊和氣體常數(shù)修正模塊得到測量區(qū)域平均煙氣成分實時反饋信號，煙氣溫度計算模塊與氣體常數(shù)修正模塊構成參數(shù)循環(huán)，通過設置初參數(shù)并實施迭代計算完成收斂并獲得最終修正后的煙氣溫度，通過溫度場還原模塊進行溫度場還原，獲取爐膛截面溫度場數(shù)據(jù)。

進一步的，所述聲波信號發(fā)射模塊包括沿信號傳輸方向依次連接的信號發(fā)生電路、信號放大電路、信號輸出設備、信號記錄電路，所述信號輸出設備采用氣動發(fā)聲器或電動發(fā)聲器，信號輸出設備設有3個且分別布置于垃圾焚燒爐第一通道前墻及左右墻。

進一步的，所述聲波信號接收模塊包括與聲波信號發(fā)射模塊的信號輸出設備連接的信號接收設備，所述信號接收設備設有9個，信號接收設備與信號輸出設備之間共18條聲波傳輸路徑。