锅炉能效测试智能多路测温装置的研发与应用测试

锅炉排烟温度对锅炉热效率具有重要影响,适当降低排烟温度,可提高锅炉热效率,提高电厂运行经济性.基于现有数据采集系统,通过优化采样和检测装置,研发了一套具有广泛通用性的新型智能多路测温装置.应用测试结果表明:该装置稳定性、灵敏性、准确性较好,对优化现有电站锅炉烟气温度检测方法,提高检测方法稳定性、准确性具有重要参考价值.     

电站锅炉高温烟气对壁面红外测温的影响

电站锅炉中重要部件被高温烟气覆盖时,红外测温方法会导致测温带来偏差,文中利用源项多流法对烟气遮蔽下壁面的红外测温进行了模拟,计算了不同探测角度下进入探测器的能量以及测量的温度,分析了烟气的厚度、温度、吸收系数、散射系数以及散射相函数对壁面红外测温的影响,得出随着烟气厚度的增加,探测温度受烟气的影响会越大,随着烟气温度、吸收系数和散射系数的增加,红外探测温度会随之升高,但散射相函数对红外测温的影响较小。     

循环流化床锅炉炉膛温度场检测系统

介绍了一种循环流化床锅炉炉膛温度场检测系统,详细讨论了比色测温原理和检测系统的构成,说明了提高系统可靠性的方法.仿真实验表明,该系统能够满足CFB锅炉炉膛温度场检测的要求.     

双CCD比色测温系统研究

介绍了比色测温的基本原理.建立了一套基于比色测温的双CCD测温系统.该系统采用双CCD采集两种不同波长下温度场的红外图像,CCD将采集到的图像传输到PC机进行图像处理,提取处理后不同波长下的灰度图像的像素值,应用比色测温原理计算被测目标温度.采用白炽灯钨丝作为研究对象验证本测温系统,对钨丝温度场分布图像作了处理和分析.通过实验验证了比色测温方法和测温系统的有效性.     

电磁超声法测量结构内部温度场的试验研究

为实现结构内部温度场的无损、实时与高精度探测,研究设计一种可非接触式测量的电磁超声测温原理性试验系统。通过检测超声波回波信号在结构内部传递过程中波速的变化,根据热/声耦合理论,采用基于灵敏度法的温度场重建技术实现了对超声传播路径上温度非均匀分布状态的测量。基于钢试件的标定试验、稳态传热试验和瞬态传热试验,对超声测温系统及灵敏度测温方法的可靠性和准确性进行了试验研究。试验结果表明,采用灵敏度法的超声测温技术,结合无损非接触式探测的电磁超声方法,能够有效测量结构内部稳态/瞬态温度场分布状态,具有重要的工程应用价值。     

一种基于TN901非接触式红外测温系统的设计

非接触式红外测温系统广泛应用于医疗、自动检测等实际领域。该文设计的非接触式红外测温系统遴选单片机AT89S51芯片为测温系统的主控,利用非接触式TN901红外温度传感器进行温度的实时采集,并将采集到的温度信息传递给单片机AT89S51的I/O(P2)口,然后由单片机AT89S51程序计算公式i Temp=i Temp/16-273.15将数据转换为温度值,再由9012型三极管构成的放大电路驱动四位一体数码管,实现温度的实时显示。基于TN901非接触式红外测温系统测量精度±0.1℃、分辨率0.1℃,工作电源为+5 V,工作环境温度≤60℃、湿度≤90%。该非接触式红外测温系统具有响应时间短,稳定性能好,温度分辨率高和使用方便、寿命长的特点。     

一种新型炉膛火焰温度图像检测仪

设计了一种新型的便携式炉膛火焰温度图像检测装置,系统由便携式炉膛火焰探测器及基于DSP的数字电路组成,通过对火焰辐射图像的处理直接给出火焰温度图像的检测结果。温度检测方法是采用基于彩色火焰图像r、g、b三基色的综合测温法,该方法通过黑体炉的标定具有较高的测量精度。在一台300MW电站锅炉上的仿真实验表明,炉膛内的燃烧温度与负荷的变化相同,检测结果与比色高温计检测结果相比,误差在5％之内。     

发动机气缸盖温度场测试试验系统研究

由于高温和温度分布不均等客观条件,发动机缸盖往往容易形成热疲劳裂纹,严重影响着发动机的可靠性和耐久性。因此,在发动机开发过程中,准确获得气缸盖温度场分布状况极为重要。基于NI硬件设备和LabVIEW软件开发环境设计了一套热电偶温度采集系统,并结合红外测温系统的使用特点,对某单缸风冷汽油机气缸盖进行温度场测试试验研究,以寻求更优的气缸盖温度场测试试验方法,并根据试验数据分析该发动机气缸盖热状态及其随运行工况变化的规律。     

微热管红外测温系统的设计

根据集成发光二极管(LED)的微热管尺寸小、温升快、温度梯度变化剧烈等特点,搭建了非接触式红外测温系统,以实现对其不同特征区域的温度测量。对该系统的信号采集与转换、误差分析与补偿、测温特性指标、以及微热管的热性能进行了研究。该系统通过LabVIEW编程软件实现红外传感器的电信号采集与温度转换;将不同温度的加热块作为等温体参考,对比热电偶与红外测温结果完成静态和动态测温特性分析,进而通过环境温度补偿方法修正LED辐射热引起的传感器漂移误差;最后基于线性拟合法完成传感器的校准。利用该测试系统在不同热负载下测试了微热管的热性能。结果显示:测温系统的准确度、重复性及线性度分别为1.2~1.5℃、1%和0.2%;时间常数T和响应时间t0.05分别约为15ms和30ms。该红外非接触测温系统能够减小传感元件对被测温度场的影响,具有测温精度高和热惰性小的特点,为微热管热性能评估提供了新的测量方法。     

基于DS18B20的传感器阵列在空间温度场研究中的应用

提出一种基于DS18B20的温度传感测量系统可应用于空间温度场的分析与研究。该系统主要由DS18B20温度传感器阵列、LCD1602液晶显示屏、单片机和上位机组成,可以实现对环境中多点空气温度的实时测量,对环境中温度场的监控和记录。通过该系统测量面热源在垂直方向上的空间温度场实验并构建数学模型。实验表明该系统具有空间分辨率高、测温精准以及成本低等优点,可为空间温度场研究及特殊工况下的温度场监控提供有力手段。     

基于收发分体声波换能器的二维温度场重建

基于声学测温原理,运用发射端和接收端之间的声波信号飞行时间进行温度场重建,是工业应用领域中燃烧或加热处理过程温度测量的研究热点。本文采用收发分体声波换能器,确定其合理安装方式,运用Markov径向基拟合待测区域的声速分布,通过声速矩阵的奇异值分解,反演计算出温度场。仿真实验中设计了复杂程度不同的4种模型温度场,并考虑声波飞行时间在不同水平下的测量误差对重建结果的影响;实际测试中验证了本文方法在室温无加热、单峰对称、单峰偏斜的温度分布下的重建效果。实验结果表明,本文提出的收发分体声波换能器安装方式结合基于Markov径向基拟合的重建算法,在温度场重建中具有较高的精度和较强的抗干扰性。     

三维火焰温度场光纤传感器设计

传统三维火焰温度场无损测量主要利用全息干涉方法或莫尔光栅方法，这些方法存在着测量系统复杂、成本高、数据获取困难等缺点。设计出一种基于多光谱辐射层析测温原理的三维光纤温度传感系统，系统具有使用灵活，测量精度高，获得数据便捷等优点。采用重排算法及MART技术相结合作为少投影数扇形束CT重建算法。四峰温度场模型的重建结果为确定光纤温度传感器旋转及扫描参数提供了依据。     

基于虚拟仪器的可视化电力设备在线红外监控系统研究

对变电站主要电力设备红外测温仪在线监测进行研究,重点研究了基于红外测温仪与视频信号结合扫描的在线监测系统。设计并构建了系统,使其能利用红外测温仪扫描电力设备并形成可视的温度分布及变化模型。本系统可以将设备的图像监控画面和可视化的红外测温信号结合起来,对设备进行远程红外测温,并将返回的温度值加以存储和分析,经网络传至控制终端,利用软件形成电力设备温度分布及变化过程模型,分析并监视变电站或设备的运行情况。     

非制冷红外热像仪的测温算法

红外测温技术是一种非接触式测温方法,相比传统测温方式,具有无损伤、非接触、快速实时、远距离、测温范围宽等优点。目前已在建筑、电力工业、航天航空、质量检测及冶金等领域获得广泛应用。本文首先,基于红外全辐射原理建立了测温模型;其次,根据试验数据发现,热成像系统的输出随开机时间有一定温度漂移,经过理论分析红外热像系统的输出特性,考虑热成像系统的温度漂移,对已有模型进行改进;最后,采集大量数据对测温模型进行验证,发现该算法很有成效。     

基于多分辨率和SMQT变换的电力设备红外图像增强算法研究

本文提出一种适用于电力设备红外图像增强的新颖算法,该算法基于红外温度场和连续均值量化变换,首先根据红外图像特点,提出了运用温度场来表示红外图像,代替传统的使用红外辐射值表示红外图像,从理论上分析了如何从红外辐射值求出温度值;接着论文阐述了连续均值量化变换(简称SMQT),并将SMQT变换应用于红外图像增强;最后,将不同的算法应用于红外图像增强,实验结果表明该算法的优越性.     

基于超声波的结构内部温度场重建方法研究

针对在工业应用中对结构内部温度场无损测量的需求,以超声测温机理和热传导理论为基础,提出一种一维稳态结构内部温度场的重建方法,并且设计一套微秒级超声声时测量的超声测温系统以验证此方法的可行性。根据所提出的结构内部温度场重建方法,分别进行超声声速与温度的标定试验和结构内部一维稳态非均匀温度场的重建试验,测量了结构试样在单边受热过程中的超声声时,构建了结构试样底面在100℃、150℃、200℃加热,上表面15℃水冷情况下的内部温度场分布,并且系统分析冷端边界条件、标定方程、热扩散系数、热膨胀等因素对重建效果的影响。结果表明:本方法能够实现结构内部一维稳态温度场的重建,并且在对于温度梯度明显的区域具有较好的重建精度。     

基于相干反斯托克斯拉曼散射的二维温度场扫描测量

开展了基于相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)技术的二维温度场扫描测量研究。通过同步扫描测量点及信号接收端的方式,实验测量了甲烷/空气预混火焰水平截面离散点的温度,并插值重建了二维温度场;用同步扫描法调节测量点与火焰的位置,实现了在扫描过程中对火焰同一空间位置的温度测量,排除了火焰空间分布不均匀性对扫描测温结果的附加影响。最后分析了提出的扫描CARS测量系统在实验设定状态下的扫描测温A类不确定度。结果显示:在扫描测量同一空间位置的实验中,测得该点平均温度为2 074K;测温A类不确定度优于21K。本研究量化了扫描CARS温度测量系统的不确定度,提高了扫描温度测量结果的可信度,为后续稳态火焰温度分布高精度测量、计算机流体动力学(CFD)模拟验证及燃烧基本问题研究奠定了实验基础。     

高精度红外热成像测温技术研究

红外热成像测温系统由于其远距离、非接触、多目标、高精度的特点,发展非常迅速。在当前新型冠状病毒流行的时期,为快速、高效地筛查出高温人群,及时防控、隔离疫情,红外热成像测温技术凸显了其重要性。测量过程中被测物体温度、环境温度、大气温度、镜头温度、探测器温度等因素,对测温精度都有一定影响,尤其是测温曲线的高精度标定对于红外热像仪测温精度影响最为关键。对红外测温原理进行了研究,建立了红外测温系统输出灰度值与被测物体测量温度的匹配模型,找到一种精确标定测温曲线的方法,提出了应用于高精度测温的V-T_r~4曲线,以及应用于温漂补偿的V-T_(FPA)、V-T_(镜筒)和V-T_(快门)曲线。经过实验验证,达到了理想的效果,使得测温精度显著提升,测温精度可以达到0.15 K以内。     

矿用非接触式红外测温仪

为了满足煤矿井下测温需求,设计了一种基于红外技术的非接触式矿用温度测量仪.由于环境温度和距离对红外测温影响较大,系统采用DS18B20测温模块测量环境温度,超声波测距模块测量距离,通过数据分析得出环境温度和距离对红外测温的影响,并对测量结果进行修正.系统采用两级保护,温度超过第一级预设值发出报警信号,超过第二级预设值自动断电,以保证安全.同时,系统采用激光定位系统,方便测量和安装.     

基于方向发射率校正的红外测温补偿方法

红外热成像仪具有实时在线、非接触获取被测对象二维温度分布等优点,在钢铁、农业、电力电子等众多领域应用广泛。但是,红外测温结果容易受到干扰因素的影响。针对方向发射率变化引起的红外测温误差,本文提出了基于方向发射率校正的红外测温补偿方法。首先,基于红外测温原理,构建了针对方向发射率变化的红外测温补偿模型。其次,为确定补偿模型中的方向发射率,利用红外热像仪和激光扫描仪构建的三维热成像系统,提出了基于参考体的方向发射率校正方法。然后,通过多项式拟合确定方向发射率随视角变化的规律。实验结果表明所提红外测温补偿方法可以有效降低方向发射率变化造成的红外测温误差,经过补偿温度后,红外测温最大误差由9.64℃降低为2.97℃,标准差由3.57℃降低为0.71℃。