声学测温方法的基本原理是基于声波在气体介质中的传播速度是该气体组分和绝对温度的函数,其关系可表示为

式中: c ———声波的传播速度,m/ s ;

γ ———气体绝热指数(等于定压比热容与定

容比热容之比) ;

R ———为气体常数,8. 314 J / (mol·K) ;

m ———气体摩尔量,kg/ mol ;

T ———气体绝对温度,K;

z ——— γR/ m ,对于特定的气体z 为一常

数。

由于两者之间的距离l 为已知的常数,通过测量声波在发射装置和接收装置之间的传播时间τ,可以确定声波在传播路径上的平均速度c 。再根据公式便可以求出声波传播路径上烟气的平均温度。由上面的分析可知,采用声学法测量炉内烟气温度时需要确定以下基本物理量: (1) 声波发射和接收装置之间的距离; (2) 被测气体的组成

成分、状态参量,从而确定气体的绝热指数和气体常数; (3) 声波在发射、接收装置之间的传播时间。

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：

l 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。

l 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。

l 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。

l 个人计算机用于显示和储存测量的温度信息。

l 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。