[发明专利]一种炉膛温度测量方法

权利要求书

1.一种炉膛温度测量方法，其特征是，包括以下步骤：

1)直流信号检测与分离：通过对火焰检测装置中光电转换器的信号进行实时数字滤波分析，分离出其中代表红外平均辐射强度的直流成分；

2)冷态温度测量：观测点燃烧器投运前，测量该观测点的火检光纤透镜出口处的温度，以此作为该监测点的“初始”温度a₀；

3)热态温度测量：观测点喷燃器点燃后，调整给粉机转速，使得给煤量从最小到最大，分别测量给粉机不同转速时的温度值以及每个转速下火检信号的直流成分大小；

4)用线性回归方法拟合上述测量数据，得到该观测点的温度—辐射强度关系曲线，利用该曲线的函数关系，由实时测量的直流强度推算出其对应的温度；

5)定期修正：由于不同煤种的发热量不同，如果更换了煤种，则需重复进行步骤2)到步骤4)，以获得新的温度曲线。

2.如权利要求1所述的一种炉膛温度测量方法，其特征是，所述步骤1)中分离出其中代表红外平均辐射强度的直流成分的具体方法为：

将经过数字滤波后的信号u(t)表示为一个基频为ω的傅立叶函数：

u(t)=U0e-λt+Σk=1MUksin(kωt+θk)---(1-1)]]>

其中，U₀为直流分量；λ为直流分量衰减系数；U_k为第k次谐波的幅值；ω为基波电流或电压的角频率；θ_k为第k次谐波的初始相角，k＝1,2,…,M；

将(1-1)式中的U₀e^-λt按泰勒级数展开，取前两项，则：

U₀e^-λt≈U₀-U₀λt           (1-2)

将(1-1)式中的sin(kωt+θ_k)按三角函数展开整理，则：

U_ksin(kωt+θ_k)＝sin(kωt)U_kcos(θ_k)+cos(kωt)U_ksin(θ_k)   (1-3)

上式中，U_kcos(θ_k)和U_ksin(θ_k)分别为需要测量的第k次谐波相量的实部和虚部；根据最小二乘方判据，每次采样后将得到如下一个方程：

U0-U0λti+Σk=1M{sin(kωti)[Ukcos(θk)]+cos(kωti)[Uksin(θk)]}=u(ti)---(1-4)]]>

t_i为第i次采样时刻，经过连续N次采样后，将得到N个方程，将U₀、U₀λ，以及所有谐波的实部和虚部作为未知量，且用矩阵表示，则N次采样结果可用如下矩阵方程表示：

1t1sin(ωt1)cos(ωt1)...sin(Mωt1)cos(Mωt1)1t2sin(ωt2)cos(ωt2)...sin(Mωt2)cos(Mωt2)........1tNsin(ωtN)cos(ωtN)...sin(MωtNω)cos(MωtN)U0-λU0U1cos(θ1)U1sin(θ1).UMcos(θM)UMsin(θM)=u(1)u(2).u(N)]]>

假设采用等间隔采样，则且

用A表示N行，2(M+1)列的系数矩阵，用X表示单列2(M+1)行的待测变量矩阵，用U表示单列采样矩阵，则上述采样矩阵可表示为：

A·X＝U               (1-5)

如果常数矩阵A的逆矩阵为A^-1，则：

X＝A^-1·U            (1-6)

其中，逆矩阵A^-1的维数为2(M+1)行，N列；A^-1即是最小二乘滤波器，如果用a_ij表示其第i行第j列的元素，则，i＝1，2，…，2(M+1)；j＝1，2，…，N；

根据矩阵X的定义和方程(1-6)，则直流成分U₀具体为：

U0=Σj=1Na1ju(j)---(1-7).]]>