互相关函数在声学测温系统中的误差分析.pdfVIP

维普资讯 Nol 电力科学与工程 2006 EI．E(rRICPoWERSCIENCEAM )ENGINEERING ·45 · 文章编号 ：1672—0792(2006)01—0045—03 互相关函数在声学测温系统中的误差分析 张 波，安连锁，沈国清，李 颖 (华北电力大学 动力系，北京 102206) ErrorAnalysisofAcousticPyrometerBasedon Cross．correlationM ethod ZHANG 13o，AN Lian—SHO，SHENG Guo-qing，LIYing (NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China) AMtraet：Thereisanerrorinacousticpyrometerusingcrc~seor relationtomeasuretheacousticwavesflighttimebecauseofthe 1 声学测温的基本原理 finitesamplingpointsandthestrongnoies from burning．Inthis paper，thevarianceoftheerrorandthefactorassociatedwithit 利用声波在介质中传播时速度与介质的温度有 aregiven．Inordertoreducethiserror，thes．amplingfrequency， 关这一特性，通过测量声波在已知距离下的传播时 thenumberofthesmnplingpointsandtheacousticwaveswith bettercorrelationcharacteristicshouldbeadequatelyselectde ． 间，求出声波的传播速度，从而反推出声波经过路 Keywords：acousticmaesurement；cn)ss—correlation；varianceof 径上的平均速度，原理通过数学公式表达如式 (1)： theerror c ： 、 |避T：Z4T 摘要：由于炉膛背景噪声的影响和实际中用于互相关运算的 采样点数不可能无限大，声学测温系统中采用的互相关函数 式中：C为声波在介质中的传播速度，m／s；R为理想 测量的声波飞渡时问的方法是存在误差的。文章从理论上给 气体普适常数，J／(mol-K)；y为气体的绝热指数(定 出了这一误差的方差表达式，并分析 了影响这一误差的因 压比热容与定容比热容之比值)；7、为气体温度，K； 素，通过选取合适的互相关运算点数。采样频率和具有尖锐 为气体分子量，kg／mol。 自相关特性的声波信号，能有效降低这-N量误差。 对于给定的气体混合物 关键词：声学测温；互相关；误差方差 中图分类号：TK311 文献标识码：A Z 为一常数，声波在其中的传播速度取决于气体的温 在大型火力发电厂锅炉中，炉内温度场分布是 度。在实际应用中，炉膛两侧分别安装声波发射器和 反映燃烧过程的重要参数，对于锅炉燃烧的控制