一、声波测温原理
声波法温度测量技术基于声速与介质温度的关系,介质中声波的传播速率与介质的温度呈某种函数关系,可通过测量声波的速率计算出该路径的介质温度。
C=f(k,R,M,T),
其中,C——声音在介质中的传播速度
R——气体常数
k——气体的绝热指数
M——气体分子量
T——气体温度
由此,获得声波传播速度,即可计算出介质的温度。
当k、R、M都为常数时,函数可简化为C=f(T)。
二、CT原理与算法
CT成像基本原理是用X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X线,转变为可见光后,由光电转换器转变为电信号,再经模拟/数字转换器 (analog/digital converter) 转为数字信号,输入计算机处理,可求解出各个体素的衰减系数值,获得衰减系数值的二维分布(衰减系数矩阵)。再按CT值的定义,把各个体素的衰减系数值转换为对应像素的CT值,得到CT值的二维分布(CT值矩阵)。然后,图像面上各像素的CT值转换为灰度,就得到图像面上的灰度分布,此灰度分布就是CT影像。
将CT原理与工业结合,实时准确获取炉内燃烧温度场数据,实现燃烧可视化。通过依次发声,得到多条路径温度,基于少量数据的CT重建技术可以得到测温平面的二维温度场分布。
三、单路径温度监测
在炉膛两侧墙安装一对声波收、发装置,即可测得从发射端到接收端一条线的平均温度。
▲单路径声波测温示意图
四、多路径温度监测
在炉膛截面四面墙上布置多组声波收、发装置,即可测得多条路径的平均温度,经CT重建可以获取一个二维温度场来反应炉膛燃烧温度的分布情况。
▲多路径测点布置图
五、声学测温BVD可视化界面简介