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基于传热正反模型的动态测温方法研究
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:《仪器仪表学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP274[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]东北大学信息科学与工程学院,沈阳110819, [2]东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,沈阳110819
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(50734001)资助
中文摘要:

为减少热惯性温度传感器的动态测温误差,提出了基于传热模型和反演算法的动态测温方法,其实质是将求解被测对象的真实温度转化为一个优化问题。该方法首先建立温度传感器非线性非定常瞬态传热正模型和有限元求解方程,并进行实验验证。在此基础上,推导了瞬态传热一阶敏度计算公式,建立了温度传感器的非稳态反演传热模型,结合快速反演算法,反求作为边界条件的被测对象真实温度。将所提出的动态测温方法应用于具有内外两层套管、传热过程复杂的复合温度传感器。实验和仿真结果均表明,正向模型的仿真值与测量值相比最大误差小于5℃,反演求解的被测对象真实温度误差不超过1%,热响应时间由548 s缩短到106 s。应用实例分析结果表明,所提出的动态测温方法具有较高的准确性和快速性。

英文摘要:

Based on the heat transfer model and inverse algorithm,a dynamic temperature measurement method was proposed for reducing the dynamic measurement errors of temperature sensors with large thermal lag.This method is used to obtain the actual temperature of measured medium through solving optimization problems.Non-linear unsteady transient forward heat transfer models and finite element solution equations of the temperature sensor are presented.On the basis of experimental validation,the first-order sensitivity formula of transient heat transfer is derived,and the transient inverse heat transfer models are established.The actual temperature can be achieved as the boundary condition with the fast inverse algorithm.The proposed method was applied to a compound temperature sensor with internal and external two layers of sheath and complex heat transfer process.Experiment and simulation results all show that the maximum error between measurement value and forward simulation value is less than 5 ℃,the relative error between real measured temperature and inverse calculation result is within 1%,the thermal response time is reduced from 548 s to 106 s.Application results prove the accuracy and rapidity of the proposed method.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481