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《沈阳工业大学》 2018年
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温度分布声学法检测系统及标定方法的研究

刘明达  
【摘要】:温度分布声学法检测技术通过布置在被测区域周围的多个声波收发器,形成多条穿越被测区域的声波路径。测量出声波在各路径的飞行时间后,采用某种重建算法,推算出被测区域的温度分布。该技术以介质中的声速是介质温度的第一函数为基础,具有测温范围广、测量空间范围大、非接触、不干扰被测温度场等优点。本文首先以储粮温度声学法监测为背景进行重建策略研究。储粮的霉变或虫害都会导致局部温度升高、即热点的出现。由于粮仓的尺寸通常很大,因此本文考虑了整体重建和分区域重建两种重建方法。声线的选取也考虑了三种规则:声线仅在子区域内分布、声线长度不超过单个区域内最长声线长度和声线长度无限制。这两种重建的方法和三种声线选取规则组合成四种重建策略。为尽可能充分地比较不同重建策略在热点检测能力上的差异,构建了2304个单热点温度场和一个三热点温度场。分别采用无噪声和有噪声的声波飞行时间进行了温度场重建。基于重建结果的分析以及声波飞行时间测量的难度,确定了优选的重建策略。而后,本文阐述了系统标定的必要性,分析了传声器声学中心与几何中心不重合、各通道在时间延迟有差异性等因素对声波飞行时间测量值的影响,给出两种标定方法并获得测试数据。但测试数据表明上述因素不是造成飞行时间测量值与理论值有较大差距的主要因素。本文进一步研究发现,传声器与扬声器分体布置所导致的实际声线与理论声线之间的差异才是影响声波飞行时间测量的主要因素。本文对此提出了解决方案,根据正、逆飞行路径的长度与理论声线长度之比,得到各路径飞行时间的标定系数。在1.3m×1.3m×0.5m的被测区域下方放置电炉,进行了加热升温实验。由检测系统重建的温度场图像上看,重建结果接近热电偶测得的真实的温度分布。证实了标定方法的有效性。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TH811

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 颜华;庄蔷;王晓宁;;储粮温度分布声学CT重建仿真[J];沈阳工业大学学报;2015年06期
2 王然;安连锁;沈国清;张世平;;基于正则化SVD算法的三维温度场声学重建[J];计算物理;2015年02期
3 王然;安连锁;沈国清;张世平;;基于奇异值分解的炉膛三维温度场声学重建仿真研究[J];中国电机工程学报;2014年S1期
4 颜华;王善辉;刘丽钧;周英钢;;一种考虑声线弯曲的温度场重建算法[J];声学学报;2014年06期
5 颜华;张玉艳;王善辉;;基于PCI-4472的声波传播时间测量系统[J];仪表技术与传感器;2014年11期
6 李响;王晓鹏;;径向基代理模型中形状参数对精度的影响[J];系统工程与电子技术;2015年03期
7 张世平;安连锁;李庚生;沈国清;冯强;邓喆;;基于声学测温的水冷壁局部超温监测研究[J];动力工程学报;2012年04期
8 王明吉;王瑞雪;姜凤红;;三维温度场声学测量重建及计算机仿真[J];现代电子技术;2012年01期
9 张慧坤;;通信机房温度检测系统设计[J];电子科技;2011年08期
10 张银;吕列艳;杨恒;孟苹苹;;基于LabVIEW与声卡的音频信号采集系统与分析[J];仪器仪表用户;2011年03期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 刘岩;基于声学法的混合气体温度、浓度和速度分布同时测量方法研究[D];华北电力大学;2015年
2 王然;炉膛三维温度场声学测量及其在燃烧优化中的应用研究[D];华北电力大学;2015年
3 王善辉;声学层析成像反问题求解及温度场重建算法研究[D];沈阳工业大学;2014年
4 陈冠男;声学法仓储粮食温度检测关键技术的研究[D];沈阳工业大学;2012年
5 李成志;基于声音传感器的温度场测量系统的研究[D];东北大学;2012年
6 樊炜;海底热液口温度场声学测量技术研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 马钊;基于虚拟仪器的声学法温度场重建系统的研究[D];沈阳工业大学;2017年
2 徐成;基于声学法的电厂燃煤炉温度场重建系统设计与实现[D];东南大学;2016年
3 邱淑荣;燃烧三维温度场重建的算法研究[D];华中科技大学;2014年
4 柴洪国;声学高温计的关键技术研究[D];东北大学;2013年
5 石茵汀;基于偏振态调制的OCDMA编码器研究[D];北京交通大学;2010年
6 张常辉;声学法燃煤锅炉炉膛温度场测量系统研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
7 陈冠男;声学法温度场检测数据采集系统研究[D];沈阳工业大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 卢泽宇;李萌;;基于LabVIEW的声卡信号采集和实时分析系统的设计[J];通讯世界;2015年20期
2 董斌;齐列锋;贺恒;晏希亮;;基于LabVIEW音频信号采集与分析系统设计[J];内江科技;2015年09期
3 李玮瑶;王小辉;;基于DS18B20的关联型温度检测系统的设计与实现[J];电子设计工程;2015年15期
4 张前;周淼;徐发强;;局域网远程温度检测报警的一种简易方法[J];计算机安全;2014年10期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 陈龙;图形化储粮粮情智能分析方法与系统的研究[D];吉林大学;2018年
2 赵颖;智能球流运动探测系统的开发及初步应用[D];中国科学院研究生院(上海应用物理研究所);2016年
3 王然;炉膛三维温度场声学测量及其在燃烧优化中的应用研究[D];华北电力大学;2015年
4 王善辉;声学层析成像反问题求解及温度场重建算法研究[D];沈阳工业大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 李帅;微型超声波导测温仪设计[D];中北大学;2018年
2 刘明达;温度分布声学法检测系统及标定方法的研究[D];沈阳工业大学;2018年
3 史建峰;基于相位比较的声波飞渡时间高精度快速测量方法研究[D];东北石油大学;2016年
4 余向志;基于LN-MZI的偏振编码技术[D];北京交通大学;2012年
5 王阳;保偏光纤传输特性的研究[D];长春理工大学;2011年
6 王金;二维/三维声学法温度场重建系统研究[D];沈阳工业大学;2009年
7 陈亮;基于声学传感器的温度场测量系统的研究[D];东北大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王善辉;颜华;李爽;;声学CT储粮温度监测收发器阵列设计[J];沈阳工业大学学报;2014年05期
2 刘岩;刘石;雷兢;Schlaberg H I;;基于分子弛豫模型的混合气体多物理场二维重建算法[J];计算物理;2014年01期
3 颜华;陈冠男;刘丽钧;周英钢;;声层析成像仓储粮食温度监测方法[J];沈阳工业大学学报;2013年05期
4 颜华;陈冠男;杨奇;刘丽钧;;声学CT复杂温度场重建研究[J];声学学报;2012年04期
5 颜华;王善辉;周英钢;;正则化参数自适应选取的声学CT温度场重建[J];仪器仪表学报;2012年06期
6 安连锁;李庚生;沈国清;张世平;冯强;王然;;声学测温系统在200MW电站锅炉中的应用研究[J];动力工程学报;2011年12期
7 李元金;罗立民;张鹏程;张权;杨春山;;基于校正靶特征与Biharmonic样条插值的XRⅡ图像扭曲校正[J];东南大学学报(自然科学版);2011年06期
8 郭山国;任立军;王国章;魏志强;张林;;基于LabVIEW和PCI-1710的虚拟仪器系统[J];仪表技术与传感器;2011年10期
9 吴新杰;吴成东;;基于互相关和函数型神经网络测量声波渡越时间[J];仪表技术与传感器;2010年11期
10 毛洁;吴友凤;樊炜;潘华辰;;声学法深海热液温度场测量及重建算法研究[J];仪器仪表学报;2010年10期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王善辉;声学层析成像反问题求解及温度场重建算法研究[D];沈阳工业大学;2014年
2 姚胜伟;几类共轭梯度算法的研究[D];华东理工大学;2014年
3 张克声;基于声传播谱的气体传感技术理论研究[D];华中科技大学;2013年
4 刘银萍;基于Extrapolation Tikhonov正则化算法的重力数据及梯度多分量数据的3D反演方法研究[D];吉林大学;2013年
5 邓松海;若干新型谱共轭梯度算法及应用研究[D];中南大学;2013年
6 张可可;光谱吸收式光纤气体检测理论及技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
7 陈冠男;声学法仓储粮食温度检测关键技术的研究[D];沈阳工业大学;2012年
8 王明吉;气体介质温度场声学测量方法与技术研究[D];东北石油大学;2012年
9 张向宇;工业炉温度场可视化与辐射特性参数解耦重建研究[D];华中科技大学;2011年
10 樊炜;海底热液口温度场声学测量技术研究[D];浙江大学;2010年
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1 吴莉;基于声波理论的炉膛温度场重建技术研究[D];东南大学;2015年
2 杜义浩;基于声音传感器的气体温度测量系统的设计[D];东北大学;2012年
3 袁杰;声学温度计的研究[D];东北大学;2011年
4 续颖;声学法测温系统及声传播时间测量方法研究[D];沈阳工业大学;2009年
5 李科;声学法测量炉膛温度场系统的设计研究[D];华北电力大学(北京);2008年
6 肖坚;中小型体育馆混响时间不同确定方法的对比研究[D];湖南大学;2005年
7 沈国清;声学方法重建炉内温度场的算法研究[D];华北电力大学(河北);2004年
8 周浩洋;基于麦克风阵列的声源定位方法研究[D];大连理工大学;2002年
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1 高建;赵利平;梁义维;;声学法锚杆轴力监测装置的研究[J];煤炭技术;2017年02期
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4 邹彪,陈建平,倪晓武;声学法测量激光等离子体能量的研究[J];光电子·激光;2000年05期
5 田丰,邵富群,王福利;声学法工业炉温度场检测的现状与关键技术[J];煤炭科学技术;2002年06期
6 宋志强,樊旭;声学法锅炉温度场检测技术及应用[J];锅炉技术;2005年01期
7 王柄方;赵振业;贺自强;原可义;;声学法评定M50NiL/M50轴承钢的弹性模量[J];金属热处理;2013年06期
8 陈喜阳;闫海桥;郭庆;;水泵机组空化监测研究现状及展望[J];水电厂自动化;2015年02期
9 ;监测应力状态的地震声学法[J];世界采矿快报;1998年01期
10 陆铭慧;杨奕;陈以方;付德永;;声学法测量复合绝缘子弹性常数[J];材料工程;2005年11期
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1 陈冠男;声学法仓储粮食温度检测关键技术的研究[D];沈阳工业大学;2012年
2 李成志;基于声音传感器的温度场测量系统的研究[D];东北大学;2012年
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2 邸树旺;基于声学法的温度场测量方法研究及实现[D];东北大学;2015年
3 马钊;基于虚拟仪器的声学法温度场重建系统的研究[D];沈阳工业大学;2017年
4 庄蔷;32通道的声学法温度场检测系统设计[D];沈阳工业大学;2016年
5 窦辉;声学法温度场重建仿真及实验研究[D];沈阳工业大学;2011年
6 王金;二维/三维声学法温度场重建系统研究[D];沈阳工业大学;2009年
7 彭珍;声学法温度场检测技术研究[D];沈阳工业大学;2008年
8 刘彦翔;锅炉炉膛温度场声学测温信号优化研究[D];东南大学;2017年
9 徐成;基于声学法的电厂燃煤炉温度场重建系统设计与实现[D];东南大学;2016年
10 续颖;声学法测温系统及声传播时间测量方法研究[D];沈阳工业大学;2009年
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