一種氣體聲馳豫吸收譜重建方法的研究

1、    一種氣體聲馳豫吸收譜重建方法的研究    凌云+王曉麗摘 要：聲波在不同氣體中傳播會產(chǎn)生不同聲弛豫吸收，可以通過提取聲吸收譜的特征參數(shù)去檢測未知氣體的成分和濃度。但目前獲取聲弛豫吸收譜的方法復(fù)雜度高，且裝置復(fù)雜。本文提出一種重建氣體聲弛豫吸收譜的方法，操作簡單，結(jié)果正確，為未知氣體檢測打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：氣體聲弛豫 研究背景 重建方法 重建過程與結(jié)果一、氣體聲弛豫吸收研究的背景及意義當(dāng)聲波在不同成分和濃度的氣體中傳播時，會產(chǎn)生不同聲弛豫吸收，因此可以利用重建聲弛豫吸收譜并提取譜線的特征參數(shù)，去檢測未知氣體的成分和濃度。這在行星大氣環(huán)境檢測、空氣質(zhì)量

2、監(jiān)測、工業(yè)中有毒氣體檢測以及火災(zāi)探測中都有著廣泛的應(yīng)用價值。這種利用聲弛豫吸收譜檢測未知氣體的方法的關(guān)鍵在于如何獲取聲弛豫吸收譜。目前聲譜的測量是釆用一個（或幾個）頻點的聲傳感器，通過不斷改變壓強進行一系列的測量而獲得一個寬范圍頻率-壓強比來獲得整條聲傳播譜。但是，這一測量方法的裝置十分復(fù)雜，且操作復(fù)雜度較高，因此該方法無法適應(yīng)大規(guī)模的實際應(yīng)用中。因此，我們需要找到一種更好的方法來重建聲吸收譜。同理，利用本文方法對98%ch4與2%n2混合氣體聲弛豫譜進行重建，結(jié)果如圖3所示。圖中可看出，我們得到的聲弛豫吸收譜與petculescu實驗數(shù)據(jù)趨勢基本一致，幅度接近，再次證明了本文方法的正確性。參

3、考文獻1dain y， lueptow r m. acoustic attenuation in three-component gas mixturestheory. the journal of the acoustical society of america， 2001， 109（5）： 1955-1964.2petculescu a g， hall b， fraenzle r， et al. a prototype acoustic gas sensor based on attenuation. the journal of the acoustical society of am

4、erica， 2006， 120（4）：1779-1782.3phillips s， dain y， and lueptow r m. theory for a gas composition sensor based on acoustic properties. measurement science and technology，2003，14（1）：70-75.4toda h， kobayakawa t. high-speed gas concentration measurement using ultrasound. sensors and actuators a physical， 2008， 144（1）： 1-6.5賈雅瓊，王殊，朱明，張克聲，袁飛閣. 氣體聲弛豫過程中有效比熱容與弛豫時間的分解對應(yīng)關(guān)系. 物理學(xué)報，2012，61（9）：095101-1095101-8.6張克聲，王殊，朱明，胡軼