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3.1.1时钟电路 ......................................................................... 21 3.1.2复位电路 ......................................................................... 21 3.2超声波发射电路 ........................................................... 23 3.2.1 LM324AD ........................................................................ 24 3.2.1超声波传感器 .................................................................. 24 3.3超声波接收电路 ........................................................... 25 3.4电源电路的设计 ........................................................... 28 3.5 LCD液晶显示部分结构 ................................................. 29 3.5.1 LCD的参数和性能及引脚介绍 ........................................ 29 3.5.2 STC12C5A60S2和LCD显示器模块的接口 ..................... 31 3.5.3. STC12C5A60S2和LCD显示器模块的硬件接口 ............ 32

第四章 系统软件设计 .................................................... 33

4.1主程序设计 .................................................................. 34 4.2数据采集存储程序设计 ................................................. 34 4.3相关分析存储程序设计 ................................................. 34

第五章 总结 ................................................................... 39 主要参考文献 ................................................................. 39 致谢辞 ............................................................................ 41

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第一章 绪论

1.1选题背景

大型火力发电厂的燃煤锅炉中，温度场分布(不是点温度)是确定设备状态的重要参数。为了实现火焰燃烧控制系统的自动化运行，我们必须选取一个乃至数个能够表征燃烧过程的具有可操作性的物理参数，用来及时反映燃烧设备的运行工况，为运行人员提供操作依据，并为热工自动化装置准确及时地提供反馈信号，以便深入研究及全面描述设备内热量及能量传递过程。

炉内温度场的分布直接影响到煤粉的着火、燃尽以及锅炉的安全性，对于锅炉控制和诊断具有极为重要的意义，它是反映燃烧过程的重要参数。由于燃烧工况组织不合理造成的燃烧不均匀、火焰中心偏斜、火焰刷墙等是导致炉膛结焦、炉膛灭

火、炉膛爆炸等运行事故的重要原因。另外，电站锅炉燃烧过程中具有瞬态变化、随机湍流、设备庞大、环境恶劣等特征，给有关热物理量场参数的在线测量带来困难，难以获得描述实际燃烧过程的热物理量参数，特别是温度分布的测量很困难，导致燃烧调整得不到可靠的数据，燃烧优化运行无法实现。

此外，燃烧的好坏反映出热效率的高低以及对环境污染的影响，所以为了保障锅炉安全运行、提高燃烧效率、节约能源、防

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止公害，需要准确有效的对炉膛温度场进行监测，并及时加以调节和控制。炉膛的温度分布能够快速反映炉内过程的变化情况。由于我国电厂用煤的不稳定性，燃料入炉量以及配风的自发扰动，通过燃料在炉内燃烧时释放出能量和热交换过程，迅速反映为温度信息。采用炉内温度场

参数作为控制参量将会比目前以汽压变化作为锅炉入炉燃料的控制参量有较强的优越性。因此，在工程应用方面，寻找一种简便、快捷的方法进行温度场的测量显得尤为重要，这对提高燃烧效率及锅炉的生产效率，提高产品质量、节约能源、炉子热工过程的模化及结构设计的优化、寻求最佳热制度及最优控制策略，降低金属烧损率及减小环境污染等方面都有重要意义。而实现温度场的实时在线测量更是使设备时刻都处于最佳状态下运行的重要前提。

1.2设计目的

当前，燃烧温度的测量方法有两大类：非接触测温法和接触式测温法。非接触测温法的特点是敏感元件和被测介质不接触，对燃烧流场不产生干扰，可测量温度场分布。接触法测温特点是测温敏感元件和被测介质直接接触，对燃烧流场有干扰，存在各种热损失，化学反应气体会发生相互作用，对敏感元件的使用寿命

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有较大的影响。接触法测温中最常用的方法是热电偶法。国外一些研究人员曾用微型热电偶测量过固体推进剂燃烧表面的温度，但迄今为止，还未发表过在固体火箭发动机内使用热电偶直接测量燃气温度的论文或报道。本设计正是基于此，提出了一种基于超声技术的燃烧气体温度测量的方法，希望在此研究基础上，就可以带动我国航空航天事业和汽车工业中的发动机研究的发展。

1.3 设计的意义

炉内温度场的分布直接影响到煤粉的着火、燃尽以及锅炉的安全性，对于锅炉控制和诊断具有极为重要的意义，它是反映燃烧过程的重要参数。由于燃烧工况组织不合理造成的燃烧不均匀、火焰中心偏斜、火焰刷墙等是导致炉膛结焦、炉膛灭火、炉膛爆炸等运行事故的重要原因。

另外，电站锅炉燃烧过程中具有瞬态变化、随机湍流、设备庞大、环境恶劣等特征，给有关热物理量场参数的在线测量带来困难，难以获得描述实际燃烧过程的热物理量参数，特别是温度分布的测量很困难，导致燃烧调整得不到可靠的数据，燃烧优化运行无法实现。

此外，燃烧的好坏反映出热效率的高低以及对环境污染的影

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