基于粒子群算法的超声测温系统研究
[Abstract]:The energy problem has become the core issue in the world. It is urgent to use new technology to transform the energy-consuming industry, which is represented by chemical industry and metallurgy. Microwave heating instead of traditional heating can greatly improve the efficiency of energy utilization. To achieve the purpose of energy saving and emission reduction. However, there are still some technical bottlenecks in large-scale industrial application: it is difficult to realize the high-efficient, safe and reliable application of high-power microwave source. The existence of these problems is rooted in the lack of effective means of information acquisition, processing and control in the process of interaction between microwave and time-varying medium, and the perception of temperature field in the medium is the key to the effectiveness of the control. Considering the particularity of the industrial processing environment, it is difficult to realize the requirement of temperature measurement by traditional temperature measurement method. The ultrasonic temperature measurement technology has broken through the limitation of ordinary temperature measurement method. As a non-contact temperature measurement method, ultrasonic temperature measurement technology has the characteristics of wide measurement range, small interference to the measured temperature field, simple sensor arrangement, and can monitor the transient change of temperature field in real time. The advantages of temperature measurement in special environment, such as strong vibration and strong electromagnetic interference, are widely used in industrial boiler combustion, marine hydrothermal, storage of grain in warehouse and plasma chamber, nuclear reactor, steam turbine intake, inert gas, Temperature field measurement in the field of temperature standards. Ultrasonic temperature measurement is based on the fact that the velocity of ultrasonic wave propagates in the medium varies with the temperature of the medium. The temperature of the medium can be obtained indirectly by measuring the flight time of the ultrasonic wave at different temperatures in the medium. Therefore, the accurate measurement of ultrasonic flyover time is the key factor that affects the accuracy of ultrasonic temperature measurement. Aiming at the difficulty of determining ultrasonic flyover time, a method of ultrasonic flyover time measurement based on particle swarm optimization (PSO) algorithm is proposed in this paper. First, a set of double excitation transmitting signals are given to the transmitter, then the envelope of the received two echo signals is obtained by Hilbert transform method, and the rising edge of the envelope signal is fitted by the mixed exponential model. The objective function is optimized by the least square method, and the parameters are estimated by using particle swarm optimization algorithm. The separation point of the rising edge of the twice envelope signal is obtained, and the ultrasonic flying time is obtained, and then the temperature value on the flight path is obtained. In this paper, the design and construction of ultrasonic temperature measurement system are introduced in detail from the aspects of hardware and software, and the proposed method is verified experimentally on the two-dimensional and three-path physical platform, and the statistics and analysis of experimental data and results are carried out. It is proved that the proposed method combined with the designed ultrasonic temperature measurement system can achieve high temperature measurement accuracy.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP18;TB559
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,本文编号:2183178
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