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1、概述：

   由于电站锅炉的高温、湍流、变负荷等固有特性，使得燃烧控制和优化的实时性和准确性难以保证。我们利用声波传播速度中包含的烟气温度信息和烟气速度信息来实现这个“黑匣子”的可视化。其关键技术，就是首先获得有限的声波飞行时间数据，然后实现炉膛截面的二维温度场的重建。和医学CT、工业CT 原理相似，不同的是医学CT的投影数据约为10的5次方个，频率最高有达到10MHz，而由于现有的锅炉结构的限制，声学测温装置的声学测点布置不能太多，典型的声学测量路径为24 条。因为两相流的作用对高频微波吸收很大，所以锅炉内声波频率选取不能过高。因此由少量可可靠获得的数据重建截面场信息的算法研究成为该领域的关键。

电站锅炉燃烧的基本要求在于建立和保持稳定的燃烧火焰，在典型的四角切圆燃烧锅炉中，燃烧工况组织不合理造成的四角燃烧不均匀、炉温中心偏斜、火焰刷墙等是导致炉膛结焦、炉管爆破、炉膛灭火、炉膛爆炸等运行事故的重要原因。因此燃煤锅炉燃烧诊断具有很重要的现实意义。

近年来，亦有相对成熟的远红外温度场成像技术、基于炉膛内窥镜CCD图像的温度场检测技术。但是声波测温作为最早期的测温技术（两世纪前），以其稳定、可靠的特性，配合先进的计算机技术和算法，必然在一定的应用领域发挥重要的作用。

2、工作原理：

    本系统在锅炉烟窗附近的垂直断面的炉壁外的前后、左右四周开孔安装声波发射及接收换能器，每对换能器组成线测温度对，以每秒一次的脉冲声波进行测量。若干对（根据锅炉选用相应数量的测量对）组成一个复杂的与温度实时相关的线温度网，根据相应的多元声—温方程组解算出炉内多个温度区域的温度排列关系，最后利用平滑插值得出温度面上的温度高度矩阵。系统测试误差主要取决于高速低失真的DSP电信号处理系统。因为锅炉水平烟道仍然有非常多的气流噪声和火焰噪声，要完全克服众多干扰是非常困难的。我们采用了多频点、声锁相环、小波变换滤波、数字信号时频分析等等当代先进技术，经过反复实验最终完成了线测量温度对的研制。

• 工作波段------------------------------------------------------大于5kHz-20kHz

• 线绝对精确度（静态）-----------------------------------温度读数值*0.1 %

• 面绝对精确度（静态）-------------------------------------温度读数值*3 %

• 面绝对平均误差（动态）--------------------------------5%（均方根误差）

• 温度范围--------------------------------------------------------------0℃-1500℃

• 帧频-----------------------------------------------------------------------12秒/帧

• 测试距离-----------------------------------------------------------------1M-30M

• 空间分辨率----------(11X11 when 3X3)（运算量太大，锅炉内不推荐）

• -----------------------(8X8 when 2X2)（运算量适中，推荐）

• 环境补偿---------------------------------------------------------------------自动

• 接口方式-----------------------------------------------------------------RS-422

• 发射、接收器（外端）耐受温度-------------------------------MAX100℃

• 发射、接收器（内端）耐受温度------------------------------MAX1200℃

• 计算机终端工作温度------------------------------------------------MAX60℃

• 数据采集装置工作温度---------------------------------------------MAX80℃

• （1000℃以下本系统不需要任何压缩空气吹扫、或者制冷设备。）