安连锁, 张世平, 李庚生, 沈国清, 冯 强, 邓 喆

(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,北京 102206)

声学作为一门基础性和交叉性极强的学科,近年来已渗透到几乎所有重要的自然科学和工程技术领域[1-2].电力行业中,声学监测技术以其非接触式的特点,逐步受到了企业及科研院所的重视.利用声学测温技术,可以实现电站锅炉炉膛温度场实时准确的在线监测,并进行温度场重建[3-6];声学技术可以实现炉内速度场的测量,进而进行炉内速度场重建[7];通过布置声阵列可以实现锅炉四管泄漏的实时监测和精确定位[8-9].

声波在炉膛内飞渡时间的精确测量是实现炉膛声学监测的关键,其测量的精度亦会直接影响到四管泄漏精确定位和温度场重建的准确性.

笔者采用互相关时延估计法,将理论和试验相结合,对影响其测量精度的因素进行分析,从而实现声学测点的优化布置.通过对互相关加权的研究,实现了炉膛混响和热态高噪声环境下的声波飞渡时间的精确测量,为声学监测技术在电站锅炉中的应用提供参考.

1 互相关时延估计算法

互相关时延估计法是对两个空间上相互独立的声波传声器接收到的信号进行互相关运算[10].不同的时间延迟形成的互相关函数达到最大峰值所对应的时间延迟,就是声波经过两个传声器的飞渡时间值[11].

2个传声器接收到信号的数学模型如下:

式中:x1(n)、x2(n)分别为传声器1和传声器……