一种声波测温信号的选取方法及锅炉测温方法.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CN105865654A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610168785.2(22)申请日2016.03.23(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人刘西陲赵东晓沈炯李益国(74)专利代理机构江苏永衡昭辉律师事务所32250代理人王斌(51)Int.Cl.G01K11/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种声波测温信号的选取方法及锅炉测温方法(57)摘要本发明公开了一种声波测温信号的选取方法及锅炉测温方法，其中声波测温信号的选取方法包括如下步骤，采集锅炉背景噪声，分析其频谱，频谱分区，在分区中的频谱中判断是都存在突发噪声，然后利用粒子群算法在分区中进行频谱处理，得到最优的声波测温信号，本发明可以选择出最优频段的声波来用于锅炉声波测温系统中，减少背景噪声频段对最优信号频段的声波干扰，准确测试出该信号频段的声波飞渡时间，从而准确的测试锅炉内的温度。CN105865654ACN105865654A权利要求书1/1页1.一种声波测温信号的选取方法，用于锅炉测温，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、检测锅炉背景噪声，得到锅炉背景噪声数据，对锅炉背景噪声数据进行声学分析，得到声压幅值-频谱图，其中声压幅值采用负数形式表示幅值大小；步骤二、在所述声压幅值-频谱图中寻找最大声压幅值并将该最大声压幅值的1.8倍值对应频率定义为临界频率，定义小于临界频率的频率范围为锅炉背景噪声的主要噪声频段，定义大于临界频率的频率范围为锅炉背景噪声的次要噪声频段；步骤三、将声压幅值在-60dB以上的锅炉背景噪声确定为突发噪声，判断次要噪声频段中是否存在突发噪声；步骤四、当次要噪声频段对应的声压幅值大于-60dB时，则判定次要噪声频段中存在所述突发噪声并定义所述突发噪声对应的频段为突发噪声频段，在所述突发噪声频段对应的声压幅值中寻找最大声压幅值，并将该最大声压幅值对应频率定义为寻优起始频率，将所述寻优起始频率作为寻优频率范围的起始值，将所述寻优起始频率与所述临界频率的和值作为寻优频率范围的终止值，执行步骤六；步骤五、当次要噪声频段对应的声压幅值小于-60dB时，则判定次要噪声频段中不存在所述突发噪声，将500-1000Hz的频率区间作为寻优频率范围，执行步骤六；步骤六、利用粒子群寻优算法在所述寻优频率范围对应的声压幅值中寻找最低声压幅值并将该最低声压幅值对应频率作为所述声波测温信号的起始频率，以临界频率值的3～4倍值作为所述声波测温信号的频宽。2.如权利要求1所述的一种声波测温信号的选取方法，其特征在于，步骤一中的锅炉背景噪声包括燃烧噪声和流体动力噪声。3.如权利要求2所述的一种声波测温信号的选取方法，其特征在于，所述锅炉背景噪声是通过声波测温系统测得。4.如权利要求3所述的一种声波测温信号的选取方法，其特征在于，所述声波测温系统包括工控机、功率放大器、声波发射器和声波接收器，在工控机内设有数据采集卡和信号发生卡，所述信号发生卡与功率放大器相接，所述功率放大器与声波发射器相接，所述声波接收器与数据采集卡相接。5.一种锅炉测温方法，特征在于，采用权利要求1-4任一所述声波测温信号的选取方法产生的声波测温信号进行测温。6.根据权利要求5所述的锅炉测温方法，特征在于，步骤为：步骤一、设置所述工控机中的控制程序参数，启动声波测温系统；步骤二、在信号发生卡运行之前，先通过声波接收器采集锅炉背景噪声；步骤三、根据声波测温信号的选取方法生成声波测温信号；步骤四、信号发生卡运行并产生所述声波测温信号，所述声波测温信号经功率放大器、声波发射器和锅炉，最后由声波接收器采集，由工控机分析得出所述声波测温信号的飞渡时间；步骤五、根据所述声波测温信号的飞渡时间，计算出锅炉内温度。2CN105865654A说明书1/4页一种声波测温信号的选取方法及锅炉测温方法技术领域[0001]本发明涉及火电厂声学测温领域，尤其涉及一种用于锅炉温度检测的声波测温系统的测温方法及声波测温信号的选取方法。背景技术[0002]在大型火力发电厂的燃煤锅炉中，温度场的分布是反映燃烧过程和设备状态的重要参数之一，不仅对于锅炉控制和燃烧诊断具有十分重要的意义，还直接影响到煤粉的着火、燃尽以及锅炉的经济性和安全性，同时影响到污染物的排放量。炉内温度场的分布能反映炉内燃烧运行情况，为运行人员的操作提供可靠依据，并为热工控制的自动化装置提供炉内温度信号。如果能准确还原炉内温度场的分布，就可以及时判断炉内火焰的燃烧情况，并进行调节与控制，实现燃烧的优化。然而，由于工业燃烧过程自身具有瞬态变化、随机湍流、环境恶劣等特征，给有关热物理量场参数的在线测量带来了困