CN110231102A - 一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，包括步骤：一、构建测试松散煤体温度的测试平台；二、引入松散煤体的声速转换因子；三、确定松散煤体的声速转换因子；四、获取实际松散煤体温度。本发明通过构建测试松散煤体温度的测试平台，综合考虑温度、声波频率、粒度、空隙度多因素对声波速率的影响，能测试单一因素对声波速率的影响，确定松散煤体的声速转换因子，反推温度计算方法，从而揭示松散煤体声波测温机理。

Description

一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法

技术领域

本发明属于松散煤体温度测试技术领域，具体涉及一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法。

背景技术

声波在任意的连续介质中的可传播性，以及声速与介质温度之间的函数关系是声波速率测温技术的理论基础。声学测温技术虽已在多领域开展了应用，但煤体是一种典型的多孔非均匀介质，本身孔隙结构丰富，松散煤体堆砌导致煤体颗粒间蕴藏气体，煤体空隙度和粒度对声传播路径、传播速率和衰减程度等影响规律复杂；由于声波在松散煤体复合介质中传递，衰减程度随频率、空间特征变化较大，导致声波在松散煤体的传播规律十分复杂，同时声波在松散煤体中的传播具有气-固两相传播介质连续变换的特点，现有多孔介质声波测温方法和模型无法揭示松散煤体声波与温度的关联机制，制约着采空区等松散煤体环境中温度场声学测量方法的应用。因此，研究松散煤体环境下声波传播速度的温敏特性，建立采空区环境下声速与温度间的对应函数关系是应用声学法测量松散煤体温度的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，通过构建测试松散煤体温度的测试平台，综合考虑温度、声波频率、粒度、空隙度多因素对声波速率的影响，能测试单一因素对声波速率的影响，确定松散煤体的声速转换因子，反推温度计算方法，从而揭示松散煤体声波测温机理，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、构建测试松散煤体温度的测试平台：沿测试管长度方向在测试管侧壁上开设多个测试通孔，多个测试通孔距离测试管同一端的距离各不相等，将开设有多个测试通孔的测试管设置在隔热透明箱内，根据多个测试通孔的位置对隔热透明箱开设多个箱孔，所述箱孔的数量与所述测试通孔的数量相等且一一对应，隔热透明箱的一端安装有伸入至测试管一端内的声波发射器，隔热透明箱的另一端安装有伸入至测试管另一端内的主声波接收器，辅声波接收器的一端依次穿过箱孔和与其对应的测试通孔伸入至测试管，辅声波接收器的数量与所述测试通孔的数量相等且一一对应，隔热透明箱内位于测试管外侧的腔体内填充有控温介质，控温介质通过设置在隔热透明箱外的加热制冷循环器控制温度，主声波接收器和辅声波接收器的信号输出端均与计算机连接；

隔热透明箱、测试管、控温介质、加热制冷循环器、声波发射器、主声波接收器、辅声波接收器和所述计算机构成测试松散煤体温度的测试平台；

辅声波接收器的数量为N-1个，主声波接收器的数量和辅声波接收器的数量的总数为N个，根据N个声波接收器与声波发射器之间的距离大小，由小到大对N个声波接收器进行排序，N为不小于10的正整数；

步骤二、引入松散煤体的声速转换因子：构建公式其中，v₀为声波在自由空间气体介质中的传播速度，根据声波传播速度可以认定是气体介质绝对温度的第一函数Z为气体介质的声音常数，T为温度，为松散煤体中声波平均测量速度，λ为松散煤体的声速转换因子且令λ＝kf^aφ^bγ^c，k为声速转换因子综合系数，f为声波频率，a为声波频率的指数，φ为松散煤体的粒度，b为松散煤体粒度的指数，γ为松散煤体的空隙率，c为松散煤体空隙率的指数，k、a、b、c均为待定数；

步骤三、确定松散煤体的声速转换因子，过程如下：

步骤301、向测试管中放入松散煤体，固定松散煤体的粒度和空隙率，同时固定声波发射器发出声波的声波频率，通过加热制冷循环器多次调节控温介质不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的粒度、固定松散煤体的空隙率、固定声波频率、不同松散煤体温度下的I个方程组，其中，v_0,i表示温度为T_i时对应的声波在自由空间气体介质中的传播速度，i为温度数据编号且i＝1，2，……，I，I为不小于16的正整数，表示温度为T_i时测试管内松散煤体中声波平均测量速度且n为声波接收器的编号且n＝1，2，……，N，L_n为第n个声波接收器与声波发射器所在测试管的一端的距离，t_n,i表示温度为T_i时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

步骤302、更换测试管，向测试管中放入松散煤体，固定松散煤体的粒度和空隙率，调节声波发射器发出声波的声波频率，通过加热制冷循环器多次调节控温介质不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的粒度、固定松散煤体的空隙率、不同声波频率、不同松散煤体温度下的I×J个方程组，其中，j为声波频率数据编号且j＝1，2，……，J，J为不小于50的正整数，f_j为第j个声波频率，表示温度为T_i、声波频率为f_j时测试管内松散煤体中声波平均测量速度且t_n,i,j表示温度为T_i、声波频率为f_j时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

步骤303、更换测试管，向测试管中放入松散煤体，固定松散煤体的空隙率、固定声波发射器发出声波的声波频率，调节松散煤体的粒度，通过加热制冷循环器多次调节控温介质不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的空隙率、固定声波频率、不同松散煤体的粒度、不同松散煤体温度下的I×P个方程组，其中，p为松散煤体粒度数据编号且p＝1，2，……，P，P为不小于20的正整数，φ_p为第p个松散煤体粒度，表示温度为T_i、松散煤体粒度为φ_p时测试管内松散煤体中声波平均测量速度且t_n,i,p表示温度为T_i、松散煤体粒度为φ_p时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

步骤304、更换测试管，向测试管中放入松散煤体，固定松散煤体的粒度、固定声波发射器发出声波的声波频率，调节松散煤体的空隙率，通过加热制冷循环器多次调节控温介质不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的粒度、固定声波频率、不同松散煤体的空隙率、不同松散煤体温度下的I×Q个方程组，其中，q为松散煤体空隙率数据编号且q＝1，2，……，Q，Q为不小于20的正整数，γ_q为第q个松散煤体空隙率，表示温度为T_i、松散煤体空隙率为γ_q时测试管内松散煤体中声波平均测量速度且t_n,i,q表示温度为T_i、松散煤体空隙率为γ_q时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

步骤305、联立I+I×J+I×P+I×Q个方程组求解四个待定数k、a、b、c，首先对每个方程进行取对数，将I+I×J+I×P+I×Q个指数型方程组转化为线性方程组，然后将I+I×J+I×P+I×Q个线性方程组，组成超定方程组，利用线性最小二乘法获取超定方程组的最小二乘解，即k、a、b、c的解，进而确定松散煤体的声速转换因子λ；

步骤四、根据公式获取实际松散煤体温度T'，L'为实际松散煤体的声波探测距离，t_s为实际松散煤体的声波探测时间。

上述的一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，其特征在于：所述隔热透明箱外设置有隔音层，辅声波接收器与所述箱孔和所述测试通孔伸接触位置处均设置有密封层。

上述的一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，其特征在于：所述气体介质为空气，气体介质的声音常数Z取20.045。

上述的一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，其特征在于：所述T_i的取值范围为0～300℃，相邻的两个温度数据之差为10℃～20℃，I的取值范围为16～31。

上述的一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，其特征在于：所述声波频率f的取值范围为1000Hz～100000Hz，相邻的两个声波频率数据之差为1000Hz～2000Hz，J的取值范围为50～100。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过构建测试松散煤体温度的测试平台，沿测试管长度方向在测试管侧壁上开设多个测试通孔，多个测试通孔距离测试管同一端的距离各不相等的目是避免相同距离范围内对速度的重复测量，降低有效速度数据的量，多个测试通孔开设在测试管周侧的多个方位，避免多个测试通孔成排开设，造成对测试管的损伤，引入不必要的干扰，同时可增加采样测试通孔的数量，利用加热制冷循环器控制控温介质温度，温度控制均匀，减少测试误差；另外测试松散煤体温度的测试平台可综合考虑温度、声波频率、粒度、空隙度多因素对声波速率的影响，能测试单一因素对声波速率的影响；另外，当测试需要增加新的影响因子时，比如松散煤体压力，测试松散煤体温度的测试平台可快速进入压力调节设备对测试管加压，扩展性强，便于推广使用。

2、本发明引入松散煤体的声速转换因子时，综合考虑声波频率、粒度、空隙度，且声波频率、粒度、空隙度均制定为指数形式，指数函数的取值范围为0到正无穷，且不取0，较好的对声波在自由空间气体介质中的传播速度和松散煤体中声波平均测量速度进行了逼近，可靠稳定，使用效果好。

3、本发明方法步骤简单，确定松散煤体的声速转换因子时，通过大量测试数据较全面的揭示了温度、声波频率、粒度、空隙度对松散煤体的声速的影响，松散煤体的声速转换因子中待定数为四个，而测试可获取I+I×J+I×P+I×Q个方程组，方程组的数量远远大于待定数的个数，可构建超定方程组，且超定方程组中不存在矛盾方程组，利用线性最小二乘法获取超定方程组的最小二乘解，可靠性高；确定松散煤体的声速转换因子后，反推温度计算方法，从而揭示松散煤体中声波测温机理，便于推广使用。

综上所述，本发明通过构建测试松散煤体温度的测试平台，综合考虑温度、声波频率、粒度、空隙度多因素对声波速率的影响，能测试单一因素对声波速率的影响，确定松散煤体的声速转换因子，反推温度计算方法，从而揭示松散煤体声波测温机理，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明测试平台的结构示意图。

图2为本发明的方法流程框图。

附图标记说明:

1—隔热透明箱； 2—测试管； 3—控温介质；

4—加热制冷循环器； 5—声波发射器； 6—主声波接收器；

7—辅声波接收器； 8—隔音层。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，包括以下步骤：

步骤一、构建测试松散煤体温度的测试平台：沿测试管2长度方向在测试管2侧壁上开设多个测试通孔，多个测试通孔距离测试管2同一端的距离各不相等，将开设有多个测试通孔的测试管2设置在隔热透明箱1内，根据多个测试通孔的位置对隔热透明箱1开设多个箱孔，所述箱孔的数量与所述测试通孔的数量相等且一一对应，隔热透明箱1的一端安装有伸入至测试管2一端内的声波发射器5，隔热透明箱1的另一端安装有伸入至测试管2另一端内的主声波接收器6，辅声波接收器7的一端依次穿过箱孔和与其对应的测试通孔伸入至测试管2，辅声波接收器7的数量与所述测试通孔的数量相等且一一对应，隔热透明箱1内位于测试管2外侧的腔体内填充有控温介质3，控温介质3通过设置在隔热透明箱1外的加热制冷循环器4控制温度，主声波接收器6和辅声波接收器7的信号输出端均与计算机连接；

隔热透明箱1、测试管2、控温介质3、加热制冷循环器4、声波发射器5、主声波接收器6、辅声波接收器7和所述计算机构成测试松散煤体温度的测试平台；

辅声波接收器7的数量为N-1个，主声波接收器6的数量和辅声波接收器7的数量的总数为N个，根据N个声波接收器与声波发射器5之间的距离大小，由小到大对N个声波接收器进行排序，N为不小于10的正整数；

本实施例中，所述隔热透明箱1外设置有隔音层8，辅声波接收器7与所述箱孔和所述测试通孔伸接触位置处均设置有密封层。

需要说明的是，通过构建测试松散煤体温度的测试平台，沿测试管长度方向在测试管侧壁上开设多个测试通孔，多个测试通孔距离测试管同一端的距离各不相等的目是避免相同距离范围内对速度的重复测量，降低有效速度数据的量，多个测试通孔开设在测试管周侧的多个方位，避免多个测试通孔成排开设，造成对测试管的损伤，引入不必要的干扰，同时可增加采样测试通孔的数量，利用加热制冷循环器控制控温介质温度，温度控制均匀，减少测试误差；另外测试松散煤体温度的测试平台可综合考虑温度、声波频率、粒度、空隙度多因素对声波速率的影响，能测试单一因素对声波速率的影响；另外，当测试需要增加新的影响因子时，比如松散煤体压力，测试松散煤体温度的测试平台可快速进入压力调节设备对测试管加压，扩展性强。

步骤二、引入松散煤体的声速转换因子：构建公式其中，v₀为声波在自由空间气体介质中的传播速度，根据声波传播速度可以认定是气体介质绝对温度的第一函数Z为气体介质的声音常数，T为温度，为松散煤体中声波平均测量速度，λ为松散煤体的声速转换因子且令λ＝kf^aφ^bγ^c，k为声速转换因子综合系数，f为声波频率，a为声波频率的指数，φ为松散煤体的粒度，b为松散煤体粒度的指数，γ为松散煤体的空隙率，c为松散煤体空隙率的指数，k、a、b、c均为待定数；

需要说明的是，引入松散煤体的声速转换因子时，综合考虑声波频率、粒度、空隙度，且声波频率、粒度、空隙度均制定为指数形式，指数函数的取值范围为0到正无穷，且不取0，较好的对声波在自由空间气体介质中的传播速度和松散煤体中声波平均测量速度进行了逼近，可靠稳定，使用效果好。

本实施例中，所述气体介质为空气，气体介质的声音常数Z取20.045。

步骤三、确定松散煤体的声速转换因子，过程如下：

步骤301、向测试管2中放入松散煤体，固定松散煤体的粒度和空隙率，同时固定声波发射器5发出声波的声波频率，通过加热制冷循环器4多次调节控温介质3不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的粒度、固定松散煤体的空隙率、固定声波频率、不同松散煤体温度下的I个方程组，其中，v_0,i表示温度为T_i时对应的声波在自由空间气体介质中的传播速度，i为温度数据编号且i＝1，2，……，I，I为不小于16的正整数，表示温度为T_i时测试管2内松散煤体中声波平均测量速度且n为声波接收器的编号且n＝1，2，……，N，L_n为第n个声波接收器与声波发射器5所在测试管2的一端的距离，t_n,i表示温度为T_i时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

本实施例中，所述T_i的取值范围为0～300℃，相邻的两个温度数据之差为10℃～20℃，I的取值范围为16～31。

步骤302、更换测试管2，向测试管2中放入松散煤体，固定松散煤体的粒度和空隙率，调节声波发射器5发出声波的声波频率，通过加热制冷循环器4多次调节控温介质3不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的粒度、固定松散煤体的空隙率、不同声波频率、不同松散煤体温度下的I×J个方程组，其中，j为声波频率数据编号且j＝1，2，……，J，J为不小于50的正整数，f_j为第j个声波频率，表示温度为T_i、声波频率为f_j时测试管2内松散煤体中声波平均测量速度且t_n,i,j表示温度为T_i、声波频率为f_j时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

本实施例中，所述声波频率f的取值范围为1000Hz～100000Hz，相邻的两个声波频率数据之差为1000Hz～2000Hz，J的取值范围为50～100。

步骤303、更换测试管2，向测试管2中放入松散煤体，固定松散煤体的空隙率、固定声波发射器5发出声波的声波频率，调节松散煤体的粒度，通过加热制冷循环器4多次调节控温介质3不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的空隙率、固定声波频率、不同松散煤体的粒度、不同松散煤体温度下的I×P个方程组，其中，p为松散煤体粒度数据编号且p＝1，2，……，P，P为不小于20的正整数，φ_p为第p个松散煤体粒度，表示温度为T_i、松散煤体粒度为φ_p时测试管2内松散煤体中声波平均测量速度且t_n,i,p表示温度为T_i、松散煤体粒度为φ_p时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

步骤304、更换测试管2，向测试管2中放入松散煤体，固定松散煤体的粒度、固定声波发射器5发出声波的声波频率，调节松散煤体的空隙率，通过加热制冷循环器4多次调节控温介质3不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的粒度、固定声波频率、不同松散煤体的空隙率、不同松散煤体温度下的I×Q个方程组，其中，q为松散煤体空隙率数据编号且q＝1，2，……，Q，Q为不小于20的正整数，γ_q为第q个松散煤体空隙率，表示温度为T_i、松散煤体空隙率为γ_q时测试管2内松散煤体中声波平均测量速度且t_n,i,q表示温度为T_i、松散煤体空隙率为γ_q时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

步骤305、联立I+I×J+I×P+I×Q个方程组求解四个待定数k、a、b、c，首先对每个方程进行取对数，将I+I×J+I×P+I×Q个指数型方程组转化为线性方程组，然后将I+I×J+I×P+I×Q个线性方程组，组成超定方程组，利用线性最小二乘法获取超定方程组的最小二乘解，即k、a、b、c的解，进而确定松散煤体的声速转换因子λ；

步骤四、根据公式获取实际松散煤体温度T'，L'为实际松散煤体的声波探测距离，t_s为实际松散煤体的声波探测时间。

需要说明的是，确定松散煤体的声速转换因子时，通过大量测试数据较全面的揭示了温度、声波频率、粒度、空隙度对松散煤体的声速的影响，松散煤体的声速转换因子中待定数为四个，而测试可获取I+I×J+I×P+I×Q个方程组，方程组的数量远远大于待定数的个数，可构建超定方程组，且超定方程组中不存在矛盾方程组，利用线性最小二乘法获取超定方程组的最小二乘解，可靠性高；确定松散煤体的声速转换因子后，反推温度计算方法，从而揭示松散煤体中声波测温机理。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、构建测试松散煤体温度的测试平台：沿测试管(2)长度方向在测试管(2)侧壁上开设多个测试通孔，多个测试通孔距离测试管(2)同一端的距离各不相等，将开设有多个测试通孔的测试管(2)设置在隔热透明箱(1)内，根据多个测试通孔的位置对隔热透明箱(1)开设多个箱孔，所述箱孔的数量与所述测试通孔的数量相等且一一对应，隔热透明箱(1)的一端安装有伸入至测试管(2)一端内的声波发射器(5)，隔热透明箱(1)的另一端安装有伸入至测试管(2)另一端内的主声波接收器(6)，辅声波接收器(7)的一端依次穿过箱孔和与其对应的测试通孔伸入至测试管(2)，辅声波接收器(7)的数量与所述测试通孔的数量相等且一一对应，隔热透明箱(1)内位于测试管(2)外侧的腔体内填充有控温介质(3)，控温介质(3)通过设置在隔热透明箱(1)外的加热制冷循环器(4)控制温度，主声波接收器(6)和辅声波接收器(7)的信号输出端均与计算机连接；

隔热透明箱(1)、测试管(2)、控温介质(3)、加热制冷循环器(4)、声波发射器(5)、主声波接收器(6)、辅声波接收器(7)和所述计算机构成测试松散煤体温度的测试平台；

辅声波接收器(7)的数量为N-1个，主声波接收器(6)的数量和辅声波接收器(7)的数量的总数为N个，根据N个声波接收器与声波发射器(5)之间的距离大小，由小到大对N个声波接收器进行排序，N为不小于10的正整数；

步骤二、引入松散煤体的声速转换因子：构建公式其中，v₀为声波在自由空间气体介质中的传播速度，根据声波传播速度可以认定是气体介质绝对温度的第一函数Z为气体介质的声音常数，T为温度，为松散煤体中声波平均测量速度，λ为松散煤体的声速转换因子且令λ＝kf^aφ^bγ^c，k为声速转换因子综合系数，f为声波频率，a为声波频率的指数，φ为松散煤体的粒度，b为松散煤体粒度的指数，γ为松散煤体的空隙率，c为松散煤体空隙率的指数，k、a、b、c均为待定数；

步骤三、确定松散煤体的声速转换因子，过程如下：

步骤301、向测试管(2)中放入松散煤体，固定松散煤体的粒度和空隙率，同时固定声波发射器(5)发出声波的声波频率，通过加热制冷循环器(4)多次调节控温介质(3)不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的粒度、固定松散煤体的空隙率、固定声波频率、不同松散煤体温度下的I个方程组，其中，v_0,i表示温度为T_i时对应的声波在自由空间气体介质中的传播速度，i为温度数据编号且i＝1，2，……，I，I为不小于16的正整数，表示温度为T_i时测试管(2)内松散煤体中声波平均测量速度且n为声波接收器的编号且n＝1，2，……，N，L_n为第n个声波接收器与声波发射器(5)所在测试管(2)的一端的距离，t_n,i表示温度为T_i时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

步骤302、更换测试管(2)，向测试管(2)中放入松散煤体，固定松散煤体的粒度和空隙率，调节声波发射器(5)发出声波的声波频率，通过加热制冷循环器(4)多次调节控温介质(3)不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的粒度、固定松散煤体的空隙率、不同声波频率、不同松散煤体温度下的I×J个方程组，其中，j为声波频率数据编号且j＝1，2，……，J，J为不小于50的正整数，f_j为第j个声波频率，表示温度为T_i、声波频率为f_j时测试管(2)内松散煤体中声波平均测量速度且t_n,i,j表示温度为T_i、声波频率为f_j时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

步骤303、更换测试管(2)，向测试管(2)中放入松散煤体，固定松散煤体的空隙率、固定声波发射器(5)发出声波的声波频率，调节松散煤体的粒度，通过加热制冷循环器(4)多次调节控温介质(3)不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的空隙率、固定声波频率、不同松散煤体的粒度、不同松散煤体温度下的I×P个方程组，其中，p为松散煤体粒度数据编号且p＝1，2，……，P，P为不小于20的正整数，φ_p为第p个松散煤体粒度，表示温度为T_i、松散煤体粒度为φ_p时测试管(2)内松散煤体中声波平均测量速度且t_n,i,p表示温度为T_i、松散煤体粒度为φ_p时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

步骤304、更换测试管(2)，向测试管(2)中放入松散煤体，固定松散煤体的粒度、固定声波发射器(5)发出声波的声波频率，调节松散煤体的空隙率，通过加热制冷循环器(4)多次调节控温介质(3)不同的温度，达到多次调节松散煤体的温度的目的，根据公式获取固定松散煤体的粒度、固定声波频率、不同松散煤体的空隙率、不同松散煤体温度下的I×Q个方程组，其中，q为松散煤体空隙率数据编号且q＝1，2，……，Q，Q为不小于20的正整数，γ_q为第q个松散煤体空隙率，表示温度为T_i、松散煤体空隙率为γ_q时测试管(2)内松散煤体中声波平均测量速度且t_n,i,q表示温度为T_i、松散煤体空隙率为γ_q时第n个声波接收器获取声波信号的测量时间；

步骤305、联立I+I×J+I×P+I×Q个方程组求解四个待定数k、a、b、c，首先对每个方程进行取对数，将I+I×J+I×P+I×Q个指数型方程组转化为线性方程组，然后将I+I×J+I×P+I×Q个线性方程组，组成超定方程组，利用线性最小二乘法获取超定方程组的最小二乘解，即k、a、b、c的解，进而确定松散煤体的声速转换因子λ；

步骤四、根据公式获取实际松散煤体温度T'，L'为实际松散煤体的声波探测距离，t_s为实际松散煤体的声波探测时间。

2.按照权利要求1所述的一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，其特征在于：所述隔热透明箱(1)外设置有隔音层(8)，辅声波接收器(7)与所述箱孔和所述测试通孔伸接触位置处均设置有密封层。

3.按照权利要求1所述的一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，其特征在于：所述气体介质为空气，气体介质的声音常数Z取20.045。

4.按照权利要求1所述的一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，其特征在于：所述T_i的取值范围为0～300℃，相邻的两个温度数据之差为10℃～20℃，I的取值范围为16～31。

5.按照权利要求1所述的一种基于声波速率测试松散煤体温度的方法，其特征在于：所述声波频率f的取值范围为1000Hz～100000Hz，相邻的两个声波频率数据之差为1000Hz～2000Hz，J的取值范围为50～100。