[实用新型]一种用于提高声波测温系统测量精度的修正装置

说明书

本实用新型公开了一种用于提高声波测温系统测量精度的修正装置，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

本实用新型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。

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。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型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，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，本实用新型采用的技术方案为：

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气体常数修正模块构成参数循环，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，计算测量区域烟气各组分体积浓度和初始烟气温度，根据烟气各组分体积浓度计算烟气的平均摩尔质量、平均比热容比及气体常数，进而求得修正后的气体常数及修正后的烟气温度，经过多次迭代得到所需最终修正烟气温度及炉膛截面温度场数据，最终修正烟气温度完全考虑烟气成分变化的影响；

工作步骤如下：

1)声波从信号发射模块发出，经18条传播路径后到达信号接收模块，由路径声速计算模块计算各条路径声波飞渡时间，并通过设定气体常数计算得到初始路径烟气平均温度；

2)烟气成分测量模块通过10根采样管抽取混合后测量截面平均气体成分，经过气体常数修正模块按照修正算法并结合初始路径烟气平均温度修正气体常数数值，通过反复迭代获得修正后路径烟气平均温度；

3)采用修正后路径烟气平均温度对测量截面温度场进行还原，完成一次完整测量工作。