[发明专利]一种锅炉内温度场分布的检测方法

说明书

本发明公开了一种锅炉内温度场分布的检测方法，涉及超声成像领域，包括步骤：提供锅炉内温度场分布的检测装置；激励液体超声换能器和气体超声换能器发射和接收超声波信号；计算锅炉内气体空间和液体空间的交界面；建立气体空间的温度场到直线声道平均飞行时间的投影方程：求解投影方程中气体空间各像素点的温度；建立液体空间的温度场到直线声道平均飞行时间的投影方程；求解投影方程中液体空间各像素点的温度。本发明提供的锅炉内温度场分布的检测方法，可通过超声成像的方法检测出锅炉内温度场分布，适用范围广。

技术领域

本发明涉及超声成像领域，具体涉及一种锅炉内温度场分布的检测方法。

背景技术

锅炉内温度场直接影响锅炉的安全性，检测锅炉内温度场尤为重要。现有技术，通常采用红外热成像技术进行检测，利用红外探测器接收被测目标的红外辐射能量，实现物体表面温度场的成像，得到锅炉内温度场分布。

然而，上述方法仅适用于管壁透光的锅炉，无法检测出管壁不透光锅炉的内部温度场。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种锅炉内温度场分布的检测方法，可通过超声成像的方法检测出锅炉内温度场分布，适用范围广。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种锅炉内温度场分布的检测方法，包括如下步骤：

提供一种锅炉内温度场分布的检测装置，所述检测装置包括：设于锅炉内管壁上的多个液体超声换能器和气体超声换能器，至少部分所述液体超声换能器和气体超声换能器交替布置，且所述液体超声换能器和气体超声换能器位于同一平面上；

激励液体超声换能器和气体超声换能器发射和接收超声波信号，处理所有液体超声换能器和气体超声换能器接收到的超声波信号，得到液体超声换能器和气体超声换能器超声波信号从发射到接收的飞行时间；

计算锅炉内气体空间和液体空间的交界面；

建立气体空间的温度场到直线声道平均飞行时间的投影方程：根据锅炉内气体空间和液体空间的交界面位置得到气体空间内直线声道总数为M_g，将气体空间划分为N_g个像素点，第r个像素点的温度记为T_r，气体空间的温度场到直线声道平均飞行时间的投影方程为：

AX_g＝t_g

式中，系统矩阵s＝1,2,...,M_g，r＝1,2,...,N_g，l_rs为第s个直线声道与第r个像素点的相交长度，c_g0为0℃时空气声速，T₀＝273.15K。为第M_g个直线声道的平均飞行时间；

求解投影方程中气体空间各像素点的温度：根据已知的系统矩阵A和向量t_g求解得到X_g，进而得到气体空间中各像素点的温度；

建立液体空间的温度场到直线声道平均飞行时间的投影方程：根据锅炉内气体空间和液体空间的交界面位置得到液体空间内直线声道总数为M_w，将液体空间划分为N_w个像素点，第r'个像素点的温度记为T_r'，液体空间的温度场到直线声道平均飞行时间的投影方程为：

BX_w＝t_w

式中

x_r'＝1/[c_w0+p(T_r'-T₀)+q(T_r'-T₀)²]，