声波测温技术系统原理以及介绍供参习.doc

BOILERWATCH MMP II 声波气体温度场测量系统 系统原理 陕西午禾科技有限责任公司 西安高新三路8号西高智能大厦616室 邮编：710075 TEL:86-29 FAX: 86-29系统参数 通道数： 1到24 测量范围： 33℉到3500℉（1℃-1927℃） 测量单位： 英制或公制（℃或℉） 分辨率： 20m长的通道上2000℉（1093℃）时12℉（6.7℃） 精度： +/-1.5% 数据输出：模拟数据输出：32个0-20 mA 串行：RS-232 或RS-422 OPC和RSLINK输出标准 软件：MMPII系统管理、TMS-2000绘图软件 远程接入：远程标准的内部调制解调器 输出警报：硬件故障警报输出 电源： 100-127V/9.0A/60Hz；200-240V/4.5A/50Hz；自动检验 声波发生：利用工厂普通压缩空气的充气式声源 声源使用气压：80-120psig (5.5-8.3Bar) 工作原理 声波气体温度测量系统的基本原理是建立在气体中的声速是按照一个温度的函数那样变化的事实之上，并且进一步的受到沿着声路的气体成分的影响。这些关系由下面的等式描述。 c = d/t=sqrt[rRT/M] (1) 式中：c=气体里的声速（m/s） d=声波传播的距离（m） t=声波传播的时间（s） r =气体比热，在常压下气体的比热是一个常数。 R=气体常数 （8.314J/mol） T=绝对温度 （k） M=气体摩尔重量（Kg/mol） 把一个声源（发射器）安装在炉子或锅炉的一边，把麦克风（接收器）安装在对边，一个声音信号就能够被发射器发送，接收器探测。因为在发射器和接收器之间的距离是已知并固定的，通过测量声音信号的传播时间就可以计算出发射器和接收器之间的路径的气体平均温度。 经过应用从绝对温度向华氏温度的折算，可以获得一个气体温度（℉）与传播时间、传播距离、气体成分的关系表达式。 TF=(d/Bt)2 × 106 －460 (2) 式中：TF =气体温度 （℉） d = 传播距离 （ft） B = 声波常数 = sqrt[rR/M] t= 传播时间, (ms) 应用下面的等式，温度也可以用摄氏来表达 TC=(d/Bt)2 × 106－273.16 在这里 d = 传播距离 （m） 声波气体温度测量系统构成 一个完整的声波气体温度测量系统由四个主要的硬件和两个软件组成： 2-8个或更多的3020TR声波发射接收器—这些装置被安装在石化加热炉、锅炉或加工单元上，测量产生的声音信号（声波发射器），并且把声音信号转变为电信号（声波接收器），用于绘制空间温度分布图。 放大器箱用于放大声波发射接收器产生的信号，并传送PCU进行处理。 过程控制单元（PCU）—这是一个电子集成，包括一个微计算机、内存、和接口/控制电路。进行信号处理与通过算法重建二维温度场。 个人计算机用于显示和储存测量的温度信息。 声波气体温度测量系统集成了声波温度测量系统管理软件和绘图软件TMS-2000，提供了声波气体温度测量系统需要设置和维护必须的设施和用户界面，同时TMS-2000控制着产生、示范、温度信息的档案，包括等温图。 硬件部分 3020TR 波导声波发射接收传感器 材料：不锈钢316L合金（也可订购其他的材料） 尺寸：直径7.88″(200.03mm),长度12.78″(324.62mm) 法兰： 根据ASTM标准为3″150lb管法兰 重量：11.8kg 工作温度：法兰-最大值为450℉（232℃） 环境-最大值130℉（54℃） 储藏温度：15℉-150℉（-9℃-65℃）