聲學(xué)法溫度場(chǎng)重建技術(shù)是一種新興的非接觸式溫度檢測(cè)技術(shù),在確保工業(yè)爐系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行、提高糧食倉(cāng)儲(chǔ)質(zhì)量、大氣參數(shù)遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)和海底熱泉溫度分布監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。采用聲學(xué)法進(jìn)行溫度場(chǎng)重建時(shí),需要在被測(cè)區(qū)域周圍布置一定數(shù)量的聲波收發(fā)器,收發(fā)器間形成覆蓋被測(cè)區(qū)域的聲波傳播路徑。因此在收發(fā)器數(shù)目一定的情況下,收發(fā)器的布局方式就變得至關(guān)重要。為了使聲學(xué)法溫度場(chǎng)重建系統(tǒng)能更好地適應(yīng)特征各異的溫度分布,本文提出一種以均勻溫度場(chǎng)重建誤差最小為目標(biāo)函數(shù),以粒子群算法為優(yōu)化方法的收發(fā)器布局位置優(yōu)化新方法。采用該方法,對(duì)布置在正方形區(qū)域周圍的8個(gè)收發(fā)器位置進(jìn)行優(yōu)化。四峰非對(duì)稱等五種典型模型溫度場(chǎng)的仿真重建結(jié)果表明,與常用的均勻?qū)ΨQ布局相比,優(yōu)化布局的重建誤差更小,重建圖像能更好的反應(yīng)被測(cè)區(qū)域的溫度分布。本文還提出了一個(gè)評(píng)價(jià)聲線對(duì)被測(cè)區(qū)域的覆蓋情況的量化指標(biāo)“等效網(wǎng)格數(shù)”。利用“等效網(wǎng)格數(shù)”解釋了優(yōu)化布局可降低重建誤差的原因。采用優(yōu)化布局和8通道聲學(xué)法溫度場(chǎng)重建系統(tǒng),對(duì)電熱器形成的單峰偏置溫度場(chǎng)進(jìn)行了重建實(shí)驗(yàn),重建結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了所提方法的有效性和實(shí)用性。本文還研究了聲學(xué)法溫度場(chǎng)重建系統(tǒng)的標(biāo)定方法。從...

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 聲學(xué)測(cè)溫技術(shù)研究概況
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排
第2章 聲學(xué)法溫度場(chǎng)重建原理
    2.1 聲學(xué)法測(cè)溫原理
    2.2 聲波飛行時(shí)間測(cè)量原理
    2.3 溫度場(chǎng)重建基本思路
    2.4 常用的溫度場(chǎng)重建算法
        2.4.1 最小二乘法
        2.4.2 Markov徑向基函數(shù)與Tikhonov正則化法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 聲學(xué)法溫度場(chǎng)重建系統(tǒng)
    3.1 硬件系統(tǒng)構(gòu)成
        3.1.1 工控機(jī)介紹
        3.1.2 聲波信號(hào)發(fā)射部分
        3.1.3 聲波數(shù)據(jù)采集部分
    3.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
第4章 聲波收發(fā)器布局優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)
    4.1 聲波收發(fā)器布局優(yōu)化的意義
    4.2 聲波收發(fā)器布局優(yōu)化方案
        4.2.1 優(yōu)化參數(shù)的選取
        4.2.2 優(yōu)化目標(biāo)的確定
    4.3 聲波收發(fā)器布局優(yōu)化方法的研究
        4.3.1 粒子群優(yōu)化算法
        4.3.2 慣性權(quán)重的獲取
        4.3.3 學(xué)習(xí)因子的獲取
    4.4 聲波收發(fā)器布局優(yōu)化流程及結(jié)果
    4.5 二維溫度場(chǎng)重建及優(yōu)化效果驗(yàn)證
        4.5.1 重建溫度場(chǎng)的質(zhì)量
        4.5.2 溫度場(chǎng)重建圖像
    4.6 聲波收發(fā)器布局與等效網(wǎng)格數(shù)
    4.7 溫度場(chǎng)重建實(shí)驗(yàn)研究
    4.8 本章小結(jié)
第5章 溫度場(chǎng)重建系統(tǒng)標(biāo)定方法研究
    5.1 聲波收發(fā)器角度對(duì)飛行時(shí)間的影響及標(biāo)定方法
    5.2 溫度場(chǎng)重建系統(tǒng)分路徑標(biāo)定方法研究
    5.3 標(biāo)定方案及效果驗(yàn)證
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝



本文編號(hào)：3752630