基于徑向基函數(shù)的超聲波測溫溫度場重建方法研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、溫度，尤其是溫度分布在理論研究與各種工業(yè)控制應(yīng)用中，特別是燃燒與加熱過程中，是最基本與重要的參數(shù)。微波應(yīng)用中的溫度分布檢測是復(fù)雜的，但它對(duì)于控制策略和安全操作都至關(guān)重要。溫度場檢測系統(tǒng)主要用于獲取一個(gè)或多個(gè)反映加熱或燃燒狀態(tài)的物理參數(shù)，以此來提供操作依據(jù)給設(shè)備管理人員，或提供精確的信息給自動(dòng)化熱反饋設(shè)備，使自動(dòng)化熱反饋設(shè)備自動(dòng)控制設(shè)備的正常運(yùn)行。在高溫領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用溫度場檢測技術(shù)，不僅可以節(jié)省大量能源，還可以優(yōu)化生產(chǎn)效率，確保安全生產(chǎn)

2、。由此可見，一種方便、簡約、快捷的測溫方法對(duì)于溫度場的測量而言意義非凡，它對(duì)于提高加熱效率以及生產(chǎn)效率，能源的節(jié)約、調(diào)高產(chǎn)品質(zhì)量、熱工過程的模塊化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、降低金屬燒損率、尋求最優(yōu)控制策略以及避免環(huán)境污染等方面都存在舉足輕重的意義。
　　超聲波測溫溫度場重建技術(shù)具有測溫原理簡單、非接觸、可在線測量、測溫范圍寬、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的高溫溫度場檢測技術(shù)。本文在前人工作的基礎(chǔ)上，研究了微波場超聲波測溫溫度

3、分布重建的方法，對(duì)超聲波溫度場重建算法的理論及仿真系統(tǒng)等問題進(jìn)行了討論。
　　本文歸納總結(jié)了常見溫度場檢測技術(shù)，分析了國內(nèi)外超聲波測溫的研究、應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，闡述了溫度場重建的基準(zhǔn)算法最小二乘法重建法。最小二乘重建法復(fù)雜度小，實(shí)時(shí)性好，但重建結(jié)果精度低，并且難以重建溫度場區(qū)域邊界附近的溫度分布，同時(shí)該算法受到區(qū)域形狀的約束。為了解決這些問題，本文以此延伸出基于徑向基函數(shù)的超聲波測溫溫度場重建算法，并提供了三種徑向基核函數(shù)用于

4、重建。重建結(jié)果是對(duì)被檢測的溫度場進(jìn)行二維擬合的溫度分布函數(shù)，解決了被檢測區(qū)域邊界附近溫度分布重建結(jié)果缺失的問題；同時(shí)，被檢測區(qū)域形狀可為任意，徑向基函數(shù)重建算法不受區(qū)域形狀的約束；徑向基函數(shù)重建算法所需的計(jì)算時(shí)間與重建結(jié)果所能達(dá)到的精度范圍可相互調(diào)節(jié)，以計(jì)算時(shí)間為代價(jià)，重建結(jié)果精度顯著提高，或以重建結(jié)果精度為代價(jià)，計(jì)算時(shí)間顯著減少。
　　最終設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了超聲波測溫溫度場重建的仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)可模擬各種分布的溫度場，在此基礎(chǔ)上結(jié)合多