沈国清，张世平，安连锁，李庚生，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)

0 引言

大型电站锅炉炉膛温度信息的获得一直是实现炉膛火焰监测和燃烧控制的热点和难点［1～3］。声学法作为一种新兴的测量方法，能够实现炉膛温度实时在线、非接触式的测量［4～6］。声波飞渡时间的精确测量是声学法温度场重建的关键，锅炉炉膛燃烧噪声的特性决定了声波信号处理方法的采用，进而需要选择合适的声波发生形式。目前，声波飞渡时间的测量大都采用互相关时延估计法［7～10］，声源信号的选择直接影响了该方法的测量精度，较强的抗噪声干扰声源信号是精确测量的基础。本文对不同的电声信号进行了实验研究，使得声源信号的选择方式多样化，为声学测温的研究提供了重要的参考。

1 声学测温原理及互相关时延估计法

声学测温原理如下［11，12］:

式中:τ 为飞渡时间，s;L 为测点距离，m;c 为介质中声波的传播速度，m/s;R 为理想气体普适常数，J/mol·K;t 为气体温度，℃;γ 为气体的绝热指数(定压比热容与定容比热容之比值);m 为气体分子量，kg/mol。

研究人员通过对炉膛燃烧噪声特性的分析得知，燃烧噪声为频率主要集中在600 Hz 以下的白噪声，其概率分布为高斯分布。

两个传感器接收的信号为x1(n)和x2(n)，源信号为s(n)，ω1(n)和ω2(n)为高斯白噪声，D是时间延迟，两接收信号时间域的模型为［7］

计算x1(n)和x2(n)的互相关函数，有:

信号s(n)和噪声ω1(n)和ω2(n)满足互不相关，则有:

所以有:

根据自相关函数的性质，有: