为了验证上述方法的正确性和有效性，项目组在昆明空港厂的焚烧炉上进行了“热电偶矩阵-红外测温重构”联合监测实验。实验在焚烧炉正上方烟道上同时安装热电偶和红外线测温仪，以比较两者测得的结果。
（一）实验场地
实验场地选择在昆明空港厂，其焚烧炉为马丁炉，日处理城市生活垃圾500t。测试层位于焚烧炉炉膛出口处，标高16m（图18）。该层位横截面长9400mm，宽3600mm，墙厚400mm（图20）。
图18 实验测试位置示意图（底图来源于网络）
经采样测试，炉膛内烟气的二氧化碳浓度为8%左右。根据挡板实验景深分析（图19），在8%浓度，约1200K温度的情况下，景深大约在3m左右。因此，如果红外线测温探头正对的方向平行截面宽度方向，则景深能穿透炉膛，如果红外线测温探头正对的方向平行截面长度方向，则景深不能穿透炉膛。
图19 挡板实验景深分析
左图为装置示意图，气室内充满高温含二氧化碳空气，气体温度保持在1200K。调节低温挡板离红外线测温仪的距离并记录红外测温仪读数。此实验用于估算该浓度气体的景深。右图为实验结果（圆圈）以及理论分析结果（实线），不同颜色代表不同浓度。当浓度为8%时，景深大约在3m左右。
（二）实验装置
1.红外线测温仪
实验采用北京三铯科技有限公司提供的Metis MY46型红外线探测器。该红外测温仪测量范围为400～1300℃。实验一共配备8台该设备，两两交错安装在四面炉墙上，每面墙安装2个（图20中红色五角星）。按照实验要求，摄像头应当尽量正对炉墙。由于场地条件限制，实验中两台设备分别向顺时针和逆时针方向偏离了4°。
图20 实验装置安装示意图
图中黑色矩形为炉膛出口处的横截面，红外线测温仪（红色五角星）和热电偶（蓝色三角形）分别安放在炉墙外侧和炉膛内部。灰色粗线为各个红外线测温仪朝向。
2.热电偶矩阵
热电偶采用镍铬-镍硅热电偶（K型）型高温热电偶，测量范围0～1360℃。热电偶2个一组，连接在陶瓷棒上，两个热电偶之间相隔600mm。（图20中蓝色三角形）
（三）实验步骤
实验开始前，对红外探头和热电偶进行一致性检验，以保证实验结果可靠性。
按照图20所示安装红外探头和热电偶。(www.xing528.com)
通过计算机程序，同时采集热电偶和红外线测温仪数据，采样时间间隔均设为1sec。记录开始前进行时钟校准，误差不超过2sec。本次实验一共采集到24h数据，其中17h数据较为稳定。
（四）数据处理
1.数据截取
实验刚开始时，因为按照设备对炉膛内的环境产生了影响。此时的数据不能反映出炉膛内的真实情况，因此应该剔除。一般地，在实验开始后1～2h记录开始稳定。本次实验的数据从实验开始后2.5h开始截取。实验进行一段时间后，由于炉膛内的高温，会使得热电偶得支撑杆变形，从而导致热电偶位置和设计的位置有所偏差。因此，在实验开始后20h以后得数据应当剔除。本次实验截取得有效数据时长为17.5h。
2.数据转换
红外线测温仪测得的数据为温度数据，无须进行转换。热电偶测得数据为电动势值，需要通过分度表进行数据转换得到温度值数据。
3.低通滤波
红外线测温仪直接探测气体辐射的红外线，因此其信号中既包括高频信息也包括低频信息，并且没有时间延迟。热电偶需要气体中的热量通过热传导加热传感器产生电动势，因此热电偶数据中高频信息缺失，并且有一定的延迟。滤波的目的在于去掉高频信息，仅保留低频信息，这样热电偶数据和红外线测温数据才具有可比性。
4.热电偶数据插值
从图21中可知，热电偶测得的是截面内16个点位的温度数据。利用插值法将其转换为平面内二维温度场。
5.红外线测温重构
根据公式7、14、26，通过红外线测温仪所测数据重构二维温度场。
（五）实验结果分析
如图21所示，为红外线测温重构结果与热电偶实测结果对比。图21中每一个子图代表一个热电偶位置点，纵坐标编号与图X对应。图中横坐标为时间，0值代表12月6日00：00，刻度单位为h。纵坐标是温度，单位为℃。各个子图中蓝色曲线为热电偶实测数据，红色曲线为红外线测温重构的结果中对应位置的温度值。两者比较可以看出无论是趋势还是均值，都有非常好的一致性。
如图22所示，为热电偶温度成像和红外测温成像的快照对比图。快照时间为12月6日03：06：38。从两个子图可以看出，两者的基本形态是一致的。两个图像均显示出图的左部温度较低，到了横坐标为3500mm左右达到极大值，然后越往右部温度逐渐降低。这对应着垃圾焚烧炉在干燥段（左部低温）以水分蒸发为主，几乎没有释放出的热量，在燃烧段开始燃烧（3000mm左右）放热量突然增大，直到燃烧程度最高后逐渐燃尽，释放热量又逐渐减少。除此之外，两个子图也表明，前部（图中上部，纵坐标大值）温度偏高，后部（图中下部，纵坐标值小值）温度偏低，这说明炉床上四个并列的炉排的燃烧程度不均匀，燃烧集中在前部（图中上部，纵坐标大值）。因此需要进行适当的调节才能是焚烧炉内燃烧状态达到最佳。
图21 红外线测测温重构结果与热电偶实测结果对比
图22 （a）热电偶温度成像和（b）红外温度成像快照
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