[发明专利]工业密闭空间内温度场的在线动态检测方法

说明书

本发明公开了工业密闭空间内温度场的在线动态检测方法，步骤：制备示温液；将测温装置中用于存储示温液的容器内部抽真空；在标准情况下将示温液灌入测温装置中，并达到注液刻度线；将测温装置安装在待测温度场中；采用γ光子探测仪对测温装置所在位置进行实时的计算机断层扫描；对探测到的γ光子数据进行三维图像重建，得到测温装置内示温液形状的图像；通过对比测温装置中已知部位的尺寸以及该部位在三维图像中的测量尺寸，获得标定系数，通过标定系数将图像中光柱的高度转化为温度场中液柱的实际尺寸；结合示温液的热膨胀系数，计算出温度场的实时温度。本发明为工业高温、且光学测温系统无法探测到的场景进行在线温度检测提供了新的途径。

技术领域

本发明属于工业测温领域，特别涉及了工业密闭空间内温度场的测量方法。

背景技术

随着现代工业不断向着大规模、大容量和高电压的迅速发展，运行条件更加苛刻，故障率逐渐增加，排除故障时间越来越长，造成的经济损失也越来越大。为了保障工业系统节点温度的的实时监控与正常运行，对工业设备运行状态的测温在线监测、故障诊断和及时维修日益受到人们的高度重视。现代工业中存在很多高温、密闭、烟雾、灰尘、辐射等恶劣现场，比如：发动机燃烧室、工业管道、核反应堆等工业环境，在工作运行时需要通过对不同位置的温度进行检测从而对设备内部的工作参数、运行状态、可靠性进行判断。

随着航空推进技术、化工技术、核工业技术、计算技术和电子计算机应用技术的发展，人们建立了更加复杂的设计和分析方法/分析系统的研制进程，而这些工程设计与分析方法需要更多、更精密的试验测试数据来验证和确认，因此对测试提出了越来越高的要求。目前对工业温度测量技术可分为以下几种：以示温油漆、热电偶、晶体为代表的接触式测温，以及以荧光测温、红外辐射测温、光纤测温等非接触式测温两类。接触式测量时需要与被测物充分接触，达到热平衡后，获得被测对象与传感器的平均温度；非接触式测量可以不用通过与被测对象相互接触就能测量温度场。

热处理炉是对金属材料进行热处理的必需设备，热处理炉温度均匀性对加工工件的性能质量影响极大，生产车间必须掌握热处理炉的温度均匀性和准确性。对于1200℃以上的温度均匀性测试大都需要使用S或B型等贵金属热电偶，其测试的成本很高，同时对于真空炉由于无法采用铠装结构，贵金属很难测试，因此非常有必要开展非接触的方法进行炉温均匀性测试。目前热处理炉常用的测温手段为红外技术，但其精度、分辨率均比较低，原因包括背景辐射、反射、光程上烟气微粒的散射、吸收和衰减等。

正电子湮灭技术是利用具有放射性核素衰变释放的正电子与待检测位置处的负电子碰撞发生湮灭，一次湮灭反应后会产生两个几乎同时向相反方向飞出的γ光子。γ光子具有强穿透性，能够轻松穿透工件外壳，通过γ光子探测仪中的闪烁晶体将γ光子的能量转换成荧光，转换后的荧光经过光电倍增管转换成电信号并进行放大输出。这一对探测器的所在直线被称之为符合时间窗口的响应曲线(line ofresponse,LOR)，将探测到的符合时间窗口的检测响应曲线进行数据重组后经计算机系统完成3D成像。由于γ光子具有高穿透性，所以为这种技术用于工业领域的检测提供了可能。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了工业密闭空间内温度场的在线动态检测方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

工业密闭空间内温度场的在线动态检测方法，包括以下步骤：

(1)制备具有放射性，沸点大于1000℃，且热膨胀系数均匀的示温液；

(2)将测温装置中用于存储示温液的容器内部抽真空；

(3)在标准状况下将示温液灌入测温装置中，并达到注液刻度线；

(4)将测温装置安装在待测温度场中；

(5)采用γ光子探测仪对测温装置所在位置进行实时的计算机断层扫描；