声速法温度场重建接收信号幅值影响分析

为研究声速法接收信号幅值的变化对温度场重建的影响,基于声学测温法开展了热校准风洞模拟试验,成功模拟了航空发动机燃烧室出口的温度场重建。首先从接收到的信号数据中提取特征,建立特征矩阵,用以反馈信号幅值的变化;然后,基于采集到的信号数据,通过最小二乘法进行温度场重建;最后,通过比对不同特征矩阵下温度场重建的实际效果,分析声速法采集的信号幅值的变化对温度场重建的影响。通过试验验证可知：接收信号幅值越大,重建温度场的均方根误差越大,当幅值大于理论值40%时,均方根误差大于理论值14.38%;接收信号幅值越小,重建温度场的最大相对误差越大,当幅值小于理论值40%时,最大相对误差大于理论值44.3762 K。本文的研究对推动声学测温技术在航空发动机燃烧室出口温度场测试领域的发展起到促进作用,具有重要技术借鉴价值。     

声学高温计拓扑结构优化研究

声学高温计存在探头温度耐受不够，测温稳定性较差，易受气流速度影响的问题。为了提高声学高温计的测温可靠性，本文提出在Virtual.Lab中建立相应的气流温度场和声传播模型，改变现有的一套声学高温计的声探头分布直径、朝向和倾斜角度等拓扑结构，分析并研究减小声压级衰减的最佳拓扑结构参数，并进行试验对比。最终发现在常温至900 ℃、0～0.3 Ma的气流温度场环境中，直径15 cm，声探头与水平面倾角为30°的拓扑结构综合声压级减小数值最小；直径20 cm，声探头与水平面倾角为15°的拓扑结构次之。二者均比现有的拓扑结构数据标准差减小17%以上，提高了声源信号接收的性能，进而提高声学高温计在常温至900 ℃、0～0.3 Ma的气流温度场环境中测温的可靠性。