基于声学法的堆积生物质温度测量研究

发布时间：2024-02-18 17:54

　　生物质作为一种清洁能源正在受到广泛应用。生物质燃料储存中容易发生自加热现象,发现不及时就会导致自燃,引起火灾。因此需要对其内部温度进行连续监测。现有接触式测温传感器如热电偶容易由于周围生物质压力而被移动、变形甚至断裂,无法对自燃可能发生的高温区域提供可靠的指示。非接触式测温技术如红外热成像只能提供表面温度分布。因此亟需研究一种新的能够非侵入式测量堆积生物质内部温度的方法。声学测温技术具有非侵入式测量的优点,结合层析成像技术还可以获得二维温度分布。目前声学测温的研究主要集中在空气、火焰和湖水的温度测量,与这些介质相比,声波在堆积生物质内的传播路径弯曲和声速频散现象导致声速难以测量,但这方面研究相对较少。由于低频声波能够通过堆积生物质内空气间隙传播,因此本文主要研究基于低频声波的堆积生物质温度测量。论文的主要工作和创新点如下:(1)为了综合考虑空气温度、相对湿度、大气压和空气组分对声速的影响,提出了一种通过空气密度来计算声速的方法。利用提出的公式研究了空气相对湿度、大气压和空气组分对声学测温结果的影响并给出了相应的解决方案。(2)为了使用低频声波测量堆积生物质温度,需要验证基于低频声波的空...

【文章页数】：114 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－丨论文主要研究思路??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ??具体研究内容如下：??

度测量方法，通过实验验证提出的方法的准确性，最后对测温系统主要环节和生物??质特性对声学测温方法的影响进行理论和实验研究，优化测温系统，提高测温方法??的实用性和适用性。论文的主要研宄思路如图１－１所示。??空气中声速和温??度物理关系??基于低频声波的??空气温度测量??基于低....

图３－３声学法测量空气温度的硬件示意图（单位：ｃｍ）??Ｆｉｇ．３－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈａｒｄｗａｒｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｏｒ?ａｉｒ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?（ｕｎｉｔ：?ｃｍ）??

３－４所示。前端是驻极体电容传声器（ＥＣＭ），后端是前置放大电路，直径为１／２?ｉｎｃｈ，??动态范围为丨６?ｄＢＡ？１３４?ｄＢＡ，本底噪声小于１６?ｄＢＡ，使用温度范围为－３０°Ｃ？８０°Ｃ，??湿度范围为０％？９５％，频率响应范围为２０?Ｈｚ？２０?ｋＨｚ。图３－３中两个声....

图３－４声学传感器ＭＰＡ２０１??Ｆｉｇ．３－４?Ａｃｏｕｓｔｉｃ?ｓｅｎｓｏｒ?ＭＰＡ２０１??

??图３－３声学法测量空气温度的硬件示意图（单位：ｃｍ）??Ｆｉｇ．３－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈａｒｄｗａｒｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｏｒ?ａｉｒ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?（ｕｎｉｔ：?ｃｍ）??３．２．２声学传感器??采用的是北京声望声电技术有....

图３－５温湿度计实物图??

?华北电力大学博士学位论文??箱内的相对湿度用湿度计［Ｃ．Ａ?１２４４，测量范围：５％？９５％，精度：±１．８％?（１５〇Ｃ？??２５°Ｃ）］测量。温湿度计实物图如图３－５所示。在木箱－侧将热电偶和湿度计伸入并??固定在与声学传感器同一高度的位置。??ｊｊ＃?ｊ??％?Ｉ；??ａ....

本文编号：3902294