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基于声学法的堆积生物质温度测量研究

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。  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

华北电力大学(北京)
华北电力大学(北京)

基于声学传感器的堆积生物质温度测量研究

作为煤、石油、天然气等传统化石能源的替代品,生物质作为燃料被广泛应用在电力行业中发电产热。生物质在堆积过程中会发生自加热,这会带来燃料的质量、热量损失,释放有毒有害气体如CO、CO2等,当温度进一步升高则可能引发自燃甚至是火灾。对堆积生物质内部温度进行监测有助于确保生物质能利用的安全性和经济性。目前国内外在工业生产中普遍采用的测温方法是接触式测温法如热电偶,其最大弱点在于测温密度低,不能获取全面的温度分布信息,并且易被周围生物质移动变形。低频声波能在生物质颗粒之间的孔隙中进行传播,作为非侵入的测温方式,更适合生物质温度的在线监测。然而,当前应用声学法进行温度测量的研究主要针对空气和湖水这一类单一介质,这类介质中的声速和温度的关系容易获得。堆积生物质与这些介质相比,是由松散颗粒堆积组成的多孔介质。而声波在多孔介质内的传播会出现严重的反射、衍射和衰减,这些现象会影响声波的传播速度,使得声速和温度的关系难以确定。目前,堆积生物质的实际...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国计量》2017年05期
中国计量

智能温度测量仪实验室管理

计量学的许多实验都是在实验室完成的,根据不同的实验要求,在不同实验室完成计量,分别为:一级实验室、二级实验室、研究实验室、校准实验室、流动实验室。校准实...  (本文共2页) 阅读全文>>

《计测技术》2009年04期
计测技术

温度测量技术现状和发展概述

随着科技的迅速发展,高温、超高温、低温、超低温等非常态实验及工程应用越来越多,越来越复杂;另一方面,武器型号、重大装备及精密制造技术的发展也对温度测量的要求...  (本文共4页) 阅读全文>>

哈尔滨理工大学
哈尔滨理工大学

基于可调谐激光吸收光谱技术的温度测量方法研究

燃烧诊断中,测量参数主要包括燃烧温度和气体产物的浓度。对高温燃烧环境中这两个参数的测量研究具有重要的意义。目前,激光光谱法作为先进的测量技术,能够实现快速、非接触,多组分多参量同时测量。本文采用可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术对燃烧环境的温度测量进行研究。对气体分子吸收光谱理论和测温方法、谱线对选取、设计系统并实验进行四位一体的研究。为验证TDLAS理论测温的可行性及工程化应用提供有力支持。测温理论方面,介绍气体吸收谱线的线强度和线型等相关理论。详细分析TDLAS技术测温的不同方法,并给出对应的温度反演算法。研究直接吸收和波长调制方法测温模型,对比两种方法优缺点,确定采用波长调制法来测量二次谐波信号反演温度值。特征谱线对选取方面,利用程序软件提取光谱参数数据,设计详细的吸收谱线对选择方案,确定燃烧场温度检测中可采用多分子谱线对的方法...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

基于磁纳米的燃料电池温度测量系统设计

固体氧化物燃料电池(SOFC)因高效、环保而具有非常广阔的应用前景,然而其内部工作温度均匀性的控制一直是难题,严重制约了其商业化应用。SOFC内部温度的测量是实现温度控制的前提。本文根据磁纳米粒子的温度敏感特性,设计了一套获取内部温度分布的测量装置,并通过实验的方式验证了SOFC内部线模型温度测量方法的可行性。首先,根据磁性纳米粒子的温度敏感特性,介绍了磁纳米温度成像的关键理论和磁纳米温度测量的点模型和线模型,并对这两种测温模型进行了仿真。在相同的条件下,线模型由于考虑了相邻磁纳米粒子对测量点的影响,因而仿真误差较点模型小。然后,设计了一套磁纳米温度测量装置。在硬件方面使用亥姆赫兹线圈和一对同极向的永磁铁,组成激励磁场发生装置;使用一对差分探测线圈获取磁化响应信号,经过信号预处理后,由数据采集卡采集信号并送至PC机。在软件方面采用DPSD算法得到谐波信息,然后反演计算出被测点的温度。最后,根据燃料电池在实际工作时内部温度分布的各...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

双频激励磁纳米测温模型研究及测温系统实现

精确的非侵入式温度测量方法的研究,对于生物医学等领域有着重要的意义,而基于磁纳米粒子的测量温度的方法有望实现这一目标。本文在磁纳米粒子的磁化强度具有温度敏感特性的基础上,探索研究了一种全新的双频激励磁场下的磁纳米温度测量模型,设计了一套双频激励磁纳米温度测量系统,从而实现了双频激励磁场下的精确非侵入式的温度测量。具体如下:首先,本文在单频磁纳米粒子温度测量原理的基础上,通过对双频激励磁场下的磁纳米粒子磁化强度信号的分析,归纳总结了磁化强度信号的各谐波及其相应的特点,从而推导出了在双频激励下的磁纳米温度测量模型,并通过仿真实验验证了双频激励下的磁纳米温度测量模型的可行性。其次,为了进一步地研究双频激励下的温度测量模型,本文研究了截断误差、信噪比和激励频率对双频测温模型的温度测量精度的影响。最终,为了减小温度误差,确定了五阶截断作为双频激励下的磁纳米温度测量模型的最终选择。明确了在温度测量过程中要尽可能的提高信噪比,减小噪声。通过仿...  (本文共57页) 本文目录 | 阅读全文>>