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申请/专利权人：佛山市天禄智能装备科技有限公司

摘要：本发明公开了一种回转窑内部气密性监测方法及装置，涉及工业炉窑监测技术领域，包括在回转窑的入口、中部和出口处各安装一个声源阵列和声接收阵列；建立基于有限元分析的初始数值模拟模型，引入回转窑本体参数，预先模拟计算理想密闭状态和各种失密状态下的共振频率谱及声场模式；配置模数转换器和FPGA硬件，实时获取并处理接收阵列采集的回转窑内部声波测量数据，提取实测特征频率；将提取的实测特征频率与模拟数据库进行多维度匹配对比，根据最终匹配程度判断回转窑的实时气密性状态。本发明融合特征频率谱、振型模式和声场模式三种不同形式的特征数据，建立了多维度综合判断模型，显著提升了气密性状态识别的全面性和准确性。

主权项：1.一种回转窑内部气密性监测方法，其特征在于：包括，在回转窑的入口、中部和出口处各安装一个声源阵列和声接收阵列，所述声源阵列用于发射声波信号，所述声接收阵列用于接收声波信号；建立基于有限元分析的初始数值模拟模型，引入回转窑本体参数，预先模拟计算理想密闭状态和各种失密状态下的共振频率谱及声场模式；配置模数转换器和FPGA硬件，根据模数转换器和FPGA硬件实时获取并处理声接收阵列采集的回转窑内部声波测量数据，提取实测特征频率；将提取的实测特征频率与模拟数据库进行多维度匹配对比，根据最终匹配程度判断回转窑的实时气密性状态；根据气密性判断结果，结合历史运行记录，给出气密性评估报告；所述预先模拟计算理想密闭状态和各种失密状态下的共振频率谱及声场模式包括以下步骤：以窑体结构参数和窑皮材料参数为输入，构建回转窑理想状态下的初始有限元模型；对初始有限元模型，施加工况参数对应的约束和边界条件，获得理想工况有限元模型；对理想工况有限元模型进行模态分析，求解理想密闭状态下的固有频率谱、振型模式和声场模式，获得理想密闭状态基准解析解；基于初始有限元模型模拟常见失密形式，构建多种失密状态有限元模型；对各失密状态有限元模型进行模态分析，求解各失密状态下的固有频率谱、振型模式和声场模式，获得各失密状态的解析解；将各失密状态的解析解与理想密闭状态基准解析解进行对比，评估失密对共振频率谱和声场模式的影响；将理想密闭状态基准解析解和各失密状态的解析解分别进行汇总，形成理想密闭状态基准数据库和失密状态数据库；所述将提取的实测特征频率与模拟数据库进行多维度匹配对比包括以下步骤：从模拟数据库中，提取理想密闭状态和各失密工况下的特征频率谱、振型模式、声场模式数据，构建标签数据集；针对特征频率数据，采用高斯混合模型GMM进行概率密度建模，以刻画不同气密性状态对应的频率概率分布；针对振型数据和声场数据，提取统计特征，将提取的统计特征与对应的气密性状态标签作为输入，训练逻辑回归分类器；构建混合概率模型，将步骤高斯混合模型与逻辑回归分类器集成，以计算气密性状态的后验概率；将计算得到的后验概率作为当前气密性状态的置信度分数，选择置信度分数最高的气密性状态作为初步判断结果；若最高置信度分数高于第四预设阈值，则将初步判断结果作为最终气密性状态判断结果；若所有置信度分数均低于第四预设阈值，表明混合概率模型对当前输入数据的判断存在不确定性，申请人工介入。

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