用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112212997A(43)申请公布日2021.01.12(21)申请号202010980707.9(22)申请日2020.09.17(71)申请人上海电机学院地址200240上海市闵行区江川路690号(72)发明人王免免刘文红(74)专利代理机构上海伯瑞杰知识产权代理有限公司31227代理人王一琦(51)Int.Cl.G01K11/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法(57)摘要本发明公开了一种用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法，其包括：将观测数据r(t)分解成分量形式；对各参进行初始化，并采用采用EM算法进行迭代，直到参数收敛。该方法采用Alpha稳定分布来描述大型锅炉内的信号和噪声，并采用EM多径时延算法对观测数据进行处理，可以得到正确的时间延迟估计值，从而更好地了解锅炉内温度状况，减少了大量的人力和物力，提高了锅炉的工作效率。CN112212997ACN112212997A权利要求书1/1页1.一种用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法，其特征在于：观测数据r(t)分解成式中s(t)表示为信号源，n(t)代表未知分布的噪声，Dk和mk代表第k条传播路径的时间延迟和衰减因子，K表示传播路径数目；对各mk和Dk进行初始化，并进行迭代，直到参数收敛；进行第n次迭代包括以下步骤：(S1)对各传播路径计算其分量表达式为：式中，βk满足约束条件(S2)对各传播路径的参数进行优化，得到新的以及并判断参数是否收敛，如果不收敛跳转至步骤(S1)。2.根据权利要求1所述的一种用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法，其特征在于，步骤(S2)中，对于第k各传播路径，获取新的以及的表达式为：求解该表达式的步骤包括：(S21)按照给定的求得其表达式为：(S22)根据的值计算新的其表达式为：其中，的表达式为：2CN112212997A说明书1/3页用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法技术领域[0001]本发明属于信号处理领域，特别涉及一种用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法。背景技术[0002]目前我国的大型电站锅炉的测温系统仍比较落后，传统的接触式测量方法都是单点测量，不仅不适合锅炉的工作环境，也无法快速重建锅炉内的温度场，不能实现对锅炉温度的实时监测。声学测温作为一种非接触式的测温技术可以实时监测炉内温度，可以减少一些人力和物力的消耗。[0003]现有的接触式测温方法需要消耗大量的人力和物力，且需要工作人员长期工作在高噪声和高强度的作业中，严重影响工作人员的身体健康。并且在锅炉内部存在明显的多径时延效应，接收器接收到的信号是由源信号及其各次回波叠加组成的，同时还有各种噪声的干扰，测得的温度并不能准确的反映炉内的实时温度，容易产生误差，影响锅炉工作效率。相关法在多径时延间隔小于信号带宽倒数的情况下是不适用的，因此目前多径环境下的时间延迟估计问题重点是研究相关不可解情况下的高分辨率时间延迟估计。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法，以解决现有技术中存在的问题。[0005]本发明的技术方案是，一种用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法，其包括：观测数据r(t)分解成式中s(t)表示为信号源，n(t)代表未知分布的噪声，Dk和mk代表第k条传播路径的时间延迟和衰减因子，K表示传播路径数目；对各mk和Dk进行初始化，并进行迭代，直到参数收敛；进行第n次迭代包括以下步骤：[0006](S1)对各传播路径计算其分量表达式为：[0007][0008]式中，βk满足约束条件[0009](S2)对各传播路径的参数进行优化，得到新的以及并判断参数是否收敛，如果不收敛跳转至步骤(S1)。[0010]本发明的进一步改进在于，步骤(S2)中，对于第k各传播路径，获取新的以及的表达式为：3CN112212997A说明书2/3页[0011][0012]求解该表达式的步骤包括：[0013](S21)按照给定的求得其表达式为：[0014](S22)根据的值计算新的其表达式为：[0015]其中，的表达式为：[0016]本发明的有益效果为：本方法可以得到正确的时间延迟估计值，从而更好地了解锅炉内温度状况，减少了大量的人力和物力，提高了锅炉的工作效率。附图说明[0017]图1是用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法的流程图。具体实施方式[0018]如图1所示，本发明的实施例提供一种用于电站锅炉测温的多径条件下超声波飞渡时间检测方法。用以提升炉内温度测量的准确性，提高锅炉的工作效率。