[发明专利]一种用于提高声波测温系统测量精度的修正装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于提高声波测温系统测量精度的修正装置及方法，在声波测温系统中引入测量区域平均烟气成分实时反馈信号，原声波测温系统测量并计算得出初始烟气温度，气体常数修正模块通过初始烟气温度及烟气成分计算烟气平均摩尔质量、平均比热比等参数，最终计算得出修正后气体常数，经过多次迭代得到最终修正烟气温度，最终修正烟气温度已完全考虑了烟气成分变化的影响，采用实测的烟气成分对气体常数进行修正计算，温度场测量结果准确性提高，更接近实际值，即使烟气成分发生较大波动，也可完成精确测温，且烟气成分变动越大，修正效果越显著。

技术领域

本发明属于声波测温技术领域，具体涉及一种用于提高声波测温系统测量精度的修正装置及方法。

背景技术

在工业生产中，例如火力发电厂、炼钢厂、垃圾焚烧处理厂等，燃烧温度和过程烟气温度分布都是能直接反映生产工况好坏的重要参数。准确地测量燃烧、烟气温度对优化设备运行状况、提升产品品质以及控制污染物排放等均起到关键性的作用。

目前常用的工业温度测量手段主要分为接触式和非接触式两种，由于工业生产中燃烧及烟气产物温度较高，且烟气存在灰分高、湿度大等情况，传统接触式测量方法受测量原件材料及测量环境的限值，无法完成长时间准确在线测量。而且接触式测量法一般只能反映单点温度，要想监测截面温度分布需要布置大量测点，日常维护工作量较大。为了适应高温、高湿、多尘、腐蚀等恶劣环境下的温度测量需求，声波测温法已经引入并应用在各种工业生产过程中，其主要原理为测量发射和接收装置之间气体路径上声波传递的平均速度，通过温度与声速间的函数关系求解计算烟气平均温度。

声波测温法中温度与声速对应关系与气体组成成分相关，由于当前声波测温系统的应用案例主要集中在电站燃煤锅炉上，工况稳定性相对较好，燃烧产生的烟气成分变化不大，故现有声波测温系统测算时均未考虑测量区域烟气成分变化造成的影响，带来了一定的误差。这一误差在燃烧混煤的燃煤锅炉以及垃圾焚烧炉、生物质锅炉等燃料成分不稳定或进料不连续的情况下将被进一步放大，造成较大的测量偏差。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于提高声波测温系统测量精度的修正装置及方法，解决现有声波测温系统在烟气成分变动较大的情况下测量结果误差大的技术问题。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种用于提高声波测温系统测量精度的修正装置，包括：声波信号发射模块、声波信号接收模块、路径声速计算模块、烟气温度计算模块、温度场还原模块、烟气成分测量模块和气体常数修正模块，所述声波信号发射模块依次与声波信号接收模块、路径声速计算模块和烟气温度计算模块连接，烟气成分测量模块与气体常数修正模块连接再连接烟气温度计算模块，烟气温度计算模块与温度场还原模块连接；

通过引入烟气成分测量模块和气体常数修正模块得到测量区域平均烟气成分实时反馈信号，烟气温度计算模块与气体常数修正模块构成参数循环，通过设置初参数并实施迭代计算完成收敛并获得最终修正后的烟气温度，通过温度场还原模块进行温度场还原，获取炉膛截面温度场数据。

进一步的，所述声波信号发射模块包括沿信号传输方向依次连接的信号发生电路、信号放大电路、信号输出设备、信号记录电路，所述信号输出设备采用气动发声器或电动发声器，信号输出设备设有3个且分别布置于垃圾焚烧炉第一通道前墙及左右墙。

进一步的，所述声波信号接收模块包括与声波信号发射模块的信号输出设备连接的信号接收设备，所述信号接收设备设有9个，信号接收设备与信号输出设备之间共18条声波传输路径。