爐膛燃燒噪聲環(huán)境下聲波飛行時(shí)間測(cè)量方法研究.pdf

1、聲學(xué)法爐膛溫度場(chǎng)分布測(cè)量技術(shù)作為一種非接觸式高溫測(cè)量方法，其關(guān)鍵在于對(duì)爐膛聲波飛行時(shí)間進(jìn)行精確地測(cè)量。本文針對(duì)爐膛燃燒噪聲環(huán)境下聲波飛行時(shí)間的測(cè)量方法進(jìn)行了深入地研究，在研究的過(guò)程中，主要完成如下工作： 1.對(duì)國(guó)內(nèi)外爐膛聲波飛行時(shí)間測(cè)量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。 2.對(duì)實(shí)際燃煤鍋爐爐膛燃燒噪聲進(jìn)行了采集，并對(duì)其進(jìn)行了特征分析，研究了其幅頻特性和概率分布。研究結(jié)果表明，實(shí)際爐膛燃燒噪聲的頻率成分主要分布在400Hz以下的

2、低頻段。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)接收信號(hào)的高效濾波降噪處理，可將聲源信號(hào)的下限頻率設(shè)定為500Hz。另外，鑒于高頻信號(hào)在高溫?zé)煔庵械乃p特性，最終確定用于聲學(xué)法爐膛溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)中的聲源信號(hào)的頻帶范圍在500-2000Hz之間。在對(duì)全頻段的爐膛燃燒噪聲的概率分布的分析過(guò)程中得出，噪聲數(shù)據(jù)的分布近似于均值為零的高斯分布，在對(duì)頻帶500-2000Hz之間的噪聲數(shù)據(jù)的概率分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，與聲源信號(hào)頻帶重疊的噪聲數(shù)據(jù)的分布也近似于均值為零的高斯分布。

3、 3.針對(duì)互相關(guān)函數(shù)法聲波飛行時(shí)間測(cè)量中聲源信號(hào)的選取問(wèn)題進(jìn)行了研究。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在相關(guān)法聲波飛行時(shí)間測(cè)量中，聲源信號(hào)的抗噪性能不僅與信號(hào)的頻率范圍有關(guān)，而且還取決于有效帶寬。通過(guò)對(duì)相同實(shí)驗(yàn)條件下的偽隨機(jī)信號(hào)、線性掃頻信號(hào)、二次掃頻信號(hào)以及對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)進(jìn)行抗噪性能比較得出，在四種聲源信號(hào)中線性掃頻信號(hào)具有更強(qiáng)的抗噪聲干擾能力。 4.研究和嘗試了廣義相關(guān)時(shí)延估計(jì)和基于小波變換的相關(guān)時(shí)延估計(jì)方法在爐膛聲波飛行時(shí)間測(cè)量中的應(yīng)

4、用，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)和基于實(shí)際爐膛燃燒噪聲的實(shí)驗(yàn)對(duì)兩者的抗噪性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，廣義相關(guān)時(shí)延估計(jì)方法的抗噪性能要好于直接相關(guān)時(shí)延估計(jì)和基于小波變換的相關(guān)時(shí)延估計(jì)方法。廣義相關(guān)時(shí)延估計(jì)和基于小波變換的相關(guān)時(shí)延估計(jì)方法，其實(shí)質(zhì)都是在對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)時(shí)延估計(jì)之前進(jìn)行降噪處理，但兩者的性能卻相差有別，通過(guò)理論分析得出，結(jié)果產(chǎn)生的原因來(lái)自于小波非線性閾值降噪方法并不適合于對(duì)線性掃頻信號(hào)進(jìn)行降噪處理。 5.提出了一種新的基于主動(dòng)聲源的