聲學(xué)法測(cè)量爐膛溫度場(chǎng)的重建算法研究.pdf

1、在大型火電燃煤機(jī)組中，有效測(cè)得的爐膛溫度場(chǎng)可直接反映爐內(nèi)熱負(fù)荷的分布，對(duì)鍋爐運(yùn)行調(diào)整有著重要的指導(dǎo)意義。聲學(xué)法溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)通過(guò)測(cè)得聲波沿多條路徑的飛行時(shí)間值，利用溫度與聲速的物理關(guān)系重建出二維、三維溫度分布，是實(shí)現(xiàn)爐膛溫度場(chǎng)正確測(cè)量的有效途徑之一。其中，溫度場(chǎng)重建算法直接影響測(cè)量的最終結(jié)果，也是當(dāng)前熱工測(cè)量領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　論文采用徑向基函數(shù)將溫度分布描述為離散函數(shù)形式，利用其與聲波飛行時(shí)間及相應(yīng)路徑的秋分關(guān)系，將溫度場(chǎng)

2、重建過(guò)程歸納為線性方程組的求解問(wèn)題。針對(duì)求解過(guò)程的不適定性（即病態(tài)性），采用阻尼LSQR迭代正則化法，將原方程組和若干個(gè)阻尼方程聯(lián)立形成新的方程組，降低了原方程組的不適定性，提高了解的穩(wěn)定性。并以Hilbert矩陣為算例驗(yàn)證了算法的可行性。
　　為進(jìn)一步驗(yàn)證算法的反演正確性以截而為15m×15m的二維單峰、雙峰溫度模型為仿真對(duì)象，采用數(shù)值計(jì)算的方法得到聲波飛行時(shí)間的準(zhǔn)確值。在性噪比為50dB、40dB、30dB的噪聲條件下，分別采

3、用阻尼LSQR迭代、Tikhonov、TSVD三種正則化方法對(duì)二維溫度場(chǎng)進(jìn)行重建，得到36幅反演圖形。比較分析重構(gòu)的溫度場(chǎng)立體圖、等溫線圖和最大相對(duì)誤差、相對(duì)平均誤差、均方根誤差三種統(tǒng)計(jì)量，結(jié)果均表明，阻尼LSQR迭代正則化法的二維溫度場(chǎng)重建效果優(yōu)于其他兩種正則化方法，可滿足重構(gòu)二維溫度場(chǎng)的要求。在二維的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)域?yàn)?0m×10m×10m的兩種三維溫度模型進(jìn)行重建仿真，得到18幅反演圖形，比較分析同樣得出阻尼LSQR迭代正則化法重建