改进的四阶累积量算法在声学测温中的应用

准确的声波飞渡时间在声学测温中具有非常重要的意义,但是不同容量、不同负荷、不同时刻下运行的锅炉都可能使得背景噪声发生变化。现场炉膛背景噪声的不断变化引起了信噪比的不断变化。指出了声学测温中几种传统的时延估计方法的不足,通过改进的四阶累积量算法,实现了低信噪比、信噪比变化环境下的准确声波飞渡时间的测量。

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C m ue nter g adA pi t n计算机工程与应用 o p trE g ei n p lai s n n c o

改进的四阶累积量算法在声学测温中的应用 葛慧，陈平 GE Hu, i CHEN P n ig

山东理工大学计算机科学与技术学院，山东淄博 25 4 509 Colg f C mp tr S in e a d T c n l g S a d n n v ri f T c n l g, i o S a d n 5 0 9 C i a l e o o u e ce c n e h o o y, h n o g U ie s y o e h o o Z b, h n o g 2 5 4, h n e t y

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A pi t n,0 0 4 ( )24 2 7 p la o s2 1。6 8:3 - 3 . ci Ab t a t T e c u a e ta s t d t o o n w v i a o si y o t a h i l in f a c . t t o s l n b e sr c: h a c r t r n mi e i t me f s u d a e n c u t p r mer h s t e v t s i c n eBu i c y a g i p s i y e a ls b t e a k r u d n i o c a g e te b i r u d r t e i e e t c p c t,h i e e t la a d t e i e e t t . h c n h b c g o n o s t h n e wh n h ol n e h df r n a a i t e d f rn o d, n h df r n i T e s e e e e f y f me c a e a k r u d n ie u c a i g h n e h s a s d t e S n e sn h n eT e d s d a tg s o o r d t n l meh h mb r b c g o n o s n e s c a g a c u e h NR u c a i g c a g . h ia v n a e f s me t i o a t- n a i o s o DE r h wnBy sn

h i r v d fu t od r c mu a t, c u ae s u d wa e r n i tme u v y i e l e n e d f T a e s o . u i g t e mp o e o r h r e u ln s a c r t o n v t s i s re s r ai d u d r a t z te lw S a d t e S h o NR n h NR h n e e vr n n . c a g n i me t o Ke r s a o si y o t; me d ly e tmain; r s— o r lt n; r v d f u t r e u l n s y wo d: c u t p r me r t ea si t c y i o c o s c rea i i o e o rh od r c mu a t o mp

摘要：准确的声波飞渡时间在声学测温中具有非常重要的意义，但是不同容量、不同负荷、同时刻下运行的锅炉都可能使得背不 景噪声发生变化。现场炉膛背景噪声的不断变化引起了信噪比的不断变化。指出了声学测温中几种传统的时延估计方法的不足， 通过改进的四阶累积量算法，实现了低信噪比、信噪比变化环境下的准确声波飞渡时间的测量。

关键词：声学测温；时间延迟估计；互相关；改进的四阶累积量算法 DO:0 7 8 .s. 0— 3 1 0 00 . 8文章编号：02 8 3 (0 0 0— 2 4 0 文献标识码：中图分类号： P9 I 1. 7￣i n1 2 8 3 . 1.8 6 3 s 0 2 0 10— 3 12 1 )8 03—4 A T31

时间延迟估计 _ Tm ea sm t n T E) 1 ie D l E t ai, D是近 2 l ( y i o 0年来信号处理学科发展出来的新的分支，是信号处理中—个十分

波阵面会以最大的时延依次到达两个传感器。 号源

活跃的研究领域，它的基本问题是利用所接收到的目标信号， 准确、快速地估计和测量出接收器或接收器阵列之间由于信号传播距离不同或传播速度不同而引起的时间延迟。它在雷达、 声纳、通信等领域有着广泛和重要的应用，内外学者对于时国问延迟估计这个问题进行了大量的研究和探索。 声学测温的测量原理是通过测量声波的飞渡时间问接测

波阵

图 l信号源辐射产生的声延

量温度，因此精确的声波飞渡时间测量是声学测温的前提和保 证，温度的测量误差和声波飞渡时间测量误差的平方成正比目。

2声波测温中时

延估计模型 基于声波传感器的炉膛温度场测量需要的是一个典型炉

而且，电站锅炉是一个大空问、强噪声的声学测量环境，更是给准确的声学数据测量带来了困难脚但是，。目前声学测温研究中对声学数据，即时间延迟估计的研究较少。因此，应当针对炉膛噪声这一特定的声学测量环境，进一步展开对时延估计的研

膛截面的温度分布情况，以需要在炉膛截面布置多个声学测所 点，形成一个网状的多路径测量，由获得的声波飞渡时间反再演二维温度场。该文的重点是讨论声波传感器之间的时间延迟

为简便起见，这里以单路径测量为研究对象，示意图如图 2。 究，以期获得低信噪比、噪比变化的情况下准确的声波飞渡估计，信时间，为声学测温的工程应用奠定基础。

1时延估计原理 时延估计的原理如图 1所示，假设在二维平面上，一个点目标信号源以波阵面的形式向四周辐射信号。分别有两个传感

器来接收信号，当信号源位于两传感器的中线上时，波阵面同 时间到达两传感器；而当信号源位于两传感器的连线上时， 一

图 2双通道测量示意图

作者简介：葛慧(93 )女， 18一，硕士研究生，研究方向为计算机测控技术；陈平 (92 )男， 15一，教授，硕士研究生导师，研究方向为计算机测控技术。 收稿日：0 8 0— 8期 2 0— 9 1修回日期：0 8 1— 0 20— 2 1

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