一种用于单连通燃烧场温度分布的可视化测量方法技术

本发明专利技术涉及一种用于单连通燃烧场温度分布的可视化测量方法，包括下列具体操作步骤：步骤一、针对燃烧器的典型工况，利用离子电流探针和热电偶探针采集火焰的局部导纳率和温度数据；步骤二、利用测量数据建立燃烧场的导纳率到温度的映射模型；步骤三、根据燃烧器的结构，设计电学层析成像传感器，测量分布在燃烧场周围的电极阵列的互阻抗，并重建燃烧场内电导率和介电常数的分布；步骤四、将重建的分布数据代入导纳率到温度的映射模型，获得温度分布图像。本发明专利技术提出的方法适用于具有不透光结构的燃烧场测量，可快速获得温度分布的图像，且具有非接触、无辐射、结构简单、成本低等优点，具有重要的实用价值和应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于单连通燃烧场温度分布的可视化测量方法
本专利技术涉及一种用于单连通燃烧场温度分布的可视化测量方法，属于燃烧场动态监测领域。
技术介绍
燃烧是能源转化的主要形式，广泛存在于工业过程中。温度测量数据可用于提高燃烧过程控制技术和优化燃烧室设计，以满足节能和低排放的要求。燃烧场温度测量最常用的设备是热电偶和高温计，然而，热电偶和高温计是侵入式或接触式的，且单次测量仅能反映整个燃烧场的局部温度信息。基于火焰辐射的被动式测温技术在工业过程中实现了一定的应用，基于光学仪器的主动式光谱分析技术，包括相干反斯托克斯拉曼光谱、激光诱导荧光、激光吸收光谱等可也用于燃烧场温度的精确测量。然而，基于光学信息的测量方法要求燃烧场的测量环境必须具有透明光路，且光学信号极易受到燃烧场的辐射及碳烟的影响。电学层析成像(ElectricalTomography)技术是一种测量被测场域内电学参数分布的可视化技术，通过测量被测场域边界上传感器电极对的阻抗值来重建出被测场域内的电导率和介电常数分布，进而获得物质分布或物质的气相、液相、固相分布情况。电学层析成像技术具有非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于单连通燃烧场温度分布的可视化测量方法，其特征在于具体操作步骤如下：步骤一、针对燃烧器的典型工况，利用离子电流探针和热电偶探针采集火焰的局部导纳率和温度数据；步骤二、利用参数寻优方法确定导纳率到温度映射模型的最优参数，建立燃烧场的导纳率到温度的映射模型；步骤三、根据燃烧器的结构，设计电学层析成像传感器，利用多通道阻抗测量硬件系统获得分布在燃烧场周围的电极阵列的互阻抗，利用双模态图像重建算法重建燃烧场内电导率和介电常数的分布；步骤四、将重建的分布数据代入导纳率到温度的映射模型，获得温度分布图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于单连通燃烧场温度分布的可视化测量方法，其特征在于具体操作步骤如下：步骤一、针对燃烧器的典型工况，利用离子电流探针和热电偶探针采集火焰的局部导纳率和温度数据；步骤二、利用参数寻优方法确定导纳率到温度映射模型的最优参数，建立燃烧场的导纳率到温度的映射模型；步骤三、根据燃烧器的结构，设计电学层析成像传感器，利用多通道阻抗测量硬件系统获得分布在燃烧场周围的电极阵列的互阻抗，利用双模态图像重建算法重建燃烧场内电导率和介电常数的分布；步骤四、将重建的分布数据代入导纳率到温度的映射模型，获得温度分布图像。


2.如权利要求1所述的一种用于单连通燃烧场温度分布的可视化测量方法，其特征在于，所述的离子电流探针的感应部分由一对由耐高温合金制成的导线电极、包覆电极的氧化铝管、钢制支撑和屏蔽连接线组成，每个电极突出氧化铝管一定长度并与屏蔽线连接，氧化铝管保护导线电极并起隔热作用，钢制支撑用于固定传感器并屏蔽外部干扰。燃烧场局部导纳率由电导率和介电常数组成，根据离子电流探针的电极对的复阻抗计算局部电导率和介电常数的公式为



其中，Re表示复数的实数部分，Z是在空气中测得的复阻抗，Zf是在火焰中测得的复阻抗，R0是屏蔽连接线的电阻，D是离子电流探针的电极对之间的距离，r是导线电极的半径，Lwire是电极突出氧化铝管的长度，ω是复阻抗测量角频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立军，胡蝶，曹章，田雨，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11