聲學法溫度場檢測數(shù)據采集系統(tǒng)研究.pdf

1、聲層析成像溫度場檢測技術是近年來發(fā)展起來的一項新技術，該技術在國外已發(fā)展成熟，并應用于工業(yè)爐爐溫在線檢測等領域。本文對聲層析成像溫度場檢測技術進行了簡要介紹，對國內外該技術的研究現(xiàn)狀做了概述，闡述了聲學測溫的基本原理，制定了聲層析成像溫度場檢測系統(tǒng)的整體方案，確定了采用廣義互相關函數(shù)分析的方法對聲波飛行時間進行測量，重點論述了基于虛擬儀器技術的聲層析成像溫度場檢測數(shù)據采集系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)。 本文利用掃頻信號作為聲波信號，采用計算

2、機仿真軟件 MATLAB，對聲波在聲波發(fā)射器和接收器之間的飛行時間的互相關估計進行了計算機仿真研究。分析比較了在信號受到強噪聲干擾，以及信號衰減較大條件下，基本互相關和廣義互相關兩種方法計算聲波飛行時間的精確性。研究結果表明：廣義互相關法在信號畸變較大的條件下仍然具有較強的抗噪聲能力；基本互相關法在對衰減后信號進行濾波預處理并抑制信號畸變后，在強噪聲干擾下也可以達到較高的測量精度。 本文基于虛擬儀器技術，設計了聲層析成像溫度場檢

3、測數(shù)據采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)以LabVIEW為軟件設計平臺，以數(shù)據采集模塊PMDl608、帶聲卡的計算機和聲波發(fā)射電路、接收電路構成硬件系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對被測區(qū)域周圍的 8 組聲波發(fā)射/接收器所產生的24條聲波飛行路徑，進行掃描式信號采集，并用采集到的數(shù)據通過互相關方法計算聲波飛行時間，最后利用內置的重建算法對被測區(qū)域的溫度場分布進行重建。 在實驗室室溫條件下對該系統(tǒng)進行了實驗測試，測試結果表明：該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，能夠對 24 條路徑的聲