[发明专利]一种声波传播路径自适应组网的温度场重建系统及其方法

说明书

本发明涉及温度场重建领域，是一种声波传播路径自适应组网的温度场重建系统及其方法，解决了现有技术中无法对需要重点关注部分出现路径稀疏造成的测量不准确的问题。本发明设置于待测场，包括两组声波换能器组；控制装置，通过设置声波换能器；二次重建温度场；声波换能器规划、重新规划后重建温度场。本发明通过设置可分别调用的默认启动组和自适应启动组声波换能器，在对待测场的温度场进行重建的基础上，对需要重点重建的子区域进行温度场的重建，且通过两组声波换能器组进行子区域的线路规划，解决了现有技术中因路径稀疏造成的测量不准确的问题。

技术领域

本发明涉及温度场重建领域，特别是指一种声波传播路径自适应组网的温度场重建系统及其方法。

背景技术

在现有火力发电站的燃煤锅炉中，炉内温度场的测量对研究炉内的燃烧状况具有重要意义，温度场的瞬态变化直接反应了炉内燃烧状况。由于电站锅炉尺寸大，工作环境恶劣，炉内火焰温度高等特征，传统的接触式测量方案受元件材料耐高温性能的限制，只能做到短时间测量，无法进行在线监测。

声学测温的原理是在测量得到声波飞行时间的基础上，利用相应的重建算法进行数值求解，反推出被测区域的温度分布信息，其中某区域温度重建精度与经过该区域的声波传播路径的数目与精度直接相关。由于炉膛可开孔位置有限，且目前声波飞渡时间测量一般采用互相关法，采样速度较慢，过多的路径必然拖慢系统的运行速度，因此一般声波测量路径不能过多。

传统的声学温度场重建方法中，超声波路径一般是固定的，有限的路径数难以保证被测区域各处路径数都足够密集。当炉膛温度梯度变化剧烈的区域出现在路径数较为稀疏的区域时，重建精度必然不高，温度场测量的不准确直接影响到运行人员的操作，进而影响锅炉运行的经济性和安全性。

针对炉膛内部温度场重建中，传统的声学温度场重建方法中声波传输路径固定，对于需要重点关注部分出现在路径稀疏区域时导致测量不准确的问题。

发明内容

本发明提出一种声波传播路径自适应组网的温度场重建系统及其方法，解决了现有技术中无法对需要重点关注部分出现路径稀疏造成的测量不准确的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种声波传播路径自适应组网的温度场重建系统，设置于待测场，包括两组可分别调用的声波换能器组；控制装置，所述控制装置包括用于对温度场进行重建的温度场重建模块，用于对重建后的温度场进行计算、分析的运算模块，用于控制声波换能器调用的线路规划模块；对温度场进行实时显示的显示模块。

进一步地，所述声波换能器组包括默认启动组和自适应启动组；所述默认启动组和自适应启动组设置于待测场的同一个截面内，分别以中心对称布置。

进一步地，所述控制装置为微处理器，所述显示模块为液晶显示屏。

本发明还公开了一种声波传播路径自适应组网的温度场重建方法，包括以下步骤：A设置声波换能器：设置两组分别连接控制装置的声波换能器，两组声波换能器设置于同一截面，分别已中心对称布置；B二次重建温度场：将待测温度场划分为有限个数子区域，先通过相应算法得到各子区域中心点温度值，随后使用插值算法重建出整个温度场；C声波换能器规划：通过控制装置对重建温度场的二次信息进行分析，并进行线路经规划，即声波换能器规划；D重新规划后重建温度场：对于重新规划路经后的待测场进行温度场重建。

进一步地，所述步骤C具体的是：C1通过步骤B得到的二次温度场重建的各个子区域的温度场的对比，并计算各个子区域的变化率；C2设定变化率阈值，当某子区域的变化率超过该阈值时，增加该区域的线路规划。

另外地，还包括C3：当各子区域的变化没有超过该阈值时，将各区域的变化率进行排序，将变化率位于前30％，且调整区达到40％的子区域进行路线规划。

进一步地，所述步骤A中的两组声波换能器为用于初始扫描的默认启动组和用于规划线路的自适应启动组。