[发明专利]一种非接触式测量露天煤垛内部温度的方法和设备

权利要求书

1.一种非接触式测量露天煤垛内部温度的方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1：采集被测露天煤垛现场的气象数据；

步骤2：获取被测露天煤垛的表面温度（T_S）；

步骤3：获取被测露天煤垛的煤体特性参数，其中所述煤体特性参数包括煤垛的几何形状、体积、煤质、热物性参数、密度、孔隙率；

步骤4：通过所述煤垛的几何形状、体积、煤质获得煤垛的边界层深度（L）；

步骤5：通过气象数据、表面温度（T_S）、热物性参数、边界层深度（L）计算被测煤垛的边界层温度（T_C）；

步骤6：根据边界层温度（T_C），结合热物性参数、密度、孔隙率，计算煤垛内部温度（T_I）。

2.根据权利要求1所述的非接触式测量露天煤垛内部温度的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述气象数据包括：风速、大气压力、空气湿度、气温、大气能见度、太阳和天空背景辐射照度。

3.根据权利要求1所述的非接触式测量露天煤垛内部温度的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤2.1：获得被测煤垛的红外图像；

步骤2.2：利用采集的气象数据结合获得的红外图像进行天候效应对红外图像的影响去除；

步骤2.3：将去除天候效应后的被测煤垛红外图像进行温度映射，获得被测煤垛的表面温度（T_s）。

4.根据权利要求1所述的非接触式测量露天煤垛内部温度的方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤4.1：根据不同煤质煤垛的几何形状和体积来测定边界层深度（L），建立不同煤质煤垛的边界层深度数据表；

步骤4.2：结合被测煤垛的几何形状、体积、煤质，查找边界层深度数据表，获取被测煤垛的边界层深度（L）。

5.根据权利要求1所述的非接触式测量露天煤垛内部温度的方法，其特征在于，所述步骤5包括：

步骤5.1：根据表面温度（T_s）、煤垛热物性参数以及边界层深度（L），通过热平衡方程计算边界层温度（T_C）。

6.根据权利要求1所述的非接触式测量露天煤垛内部温度的方法，其特征在于，所述步骤6包括：

步骤6.1：基于煤体热物性参数、密度、孔隙率，建立点热源对周围煤体温度的影响函数；

步骤6.2：根据边界层温度（T_C）、边界层深度（L）、影响函数，计算得到被测煤垛的内部温度（T_I）。

7.一种非接触式测量露天煤垛内部温度的设备，其特征在于，包括：

第一采集装置，用于采集被测露天煤垛现场的气象数据；

第二获取装置，用于获取被测露天煤垛的表面温度（T_S）；

第三获取装置，用于获取被测露天煤垛的煤体特性参数，其中所述煤体特性参数包括煤垛的几何形状、体积、煤质、热物性参数、密度、孔隙率；

第一计算装置，用于通过所述煤垛的几何形状、体积、煤质获得煤垛的边界层深度（L）；

第二计算装置，用于通过气象数据、表面温度（T_S）、热物性参数、边界层深度（L）计算被测煤垛的边界层温度（T_C）；

第三计算装置，用于根据边界层温度（T_C），结合热物性参数、密度、孔隙率，计算煤垛内部温度（T_I）。

8.根据权利要求7所述的非接触式测量露天煤垛内部温度的设备，其特征在于，所述第一计算装置包括：

数据表建立装置，用于根据不同煤质煤垛的几何形状和体积来测定边界层深度（L），建立不同煤质煤垛的边界层深度数据表；

边界层深度获取装置，用于结合被测煤垛的几何形状、体积、煤质，查找边界层深度数据表，获取被测煤垛的边界层深度（L）。

9.根据权利要求7所述的非接触式测量露天煤垛内部温度的设备，其特征在于，所述第二计算装置用于根据表面温度（T_s）、煤垛热物性参数以及边界层深度（L），通过热平衡方程计算边界层温度（T_C）。

10.根据权利要求7所述的非接触式测量露天煤垛内部温度的设备，其特征在于，所述第三计算装置包括：

影响函数建立装置，用于基于煤体热物性参数、密度、孔隙率，建立点热源对周围煤体温度的影响函数；

内部温度计算装置，用于根据边界层温度（T_C）、边界层深度（L）、影响函数，计算得到被测煤垛的内部温度（T_I）。