超声波多次回波反射法测量两相流密度实验研究

本文利用超声波在一侧壁面内的多次反射确定两相流的声阻抗值,从一侧壁面通过两相流到另一侧壁面再反射回来的二次回波时差确定两相流中声速,对这两个数据采用超声多次回波测量理论进行处理,可以得到两相流密度和浓度.不同浓度下的水煤浆实验结果表明,该方法测量得到的结果与珲论值较为吻合.并且超声波多次回波反射法的测量装置具有结构简单,非侵入式测量,实时处理数据以及不受超声发射功率影响等优势,适合高浓度两相流密度和浓度的在线测量.     

水中声速的测量

将空气中声速测量实验拓展至水中声速的测量,将NaCl溶于水中,制成不同浓度的盐水来模拟海水,对不同盐分的"海水"中的声速进行了测量.结果表明,随着海水盐度的增加,声速也增加.     

利用超声光栅研究声速与液体性质

设计并搭建了超声光栅,观察了激光经过光栅形成的衍射斑纹,测量了声速;并利用超声光栅测定了不同温度、不同浓度的NaCl溶液中的声速,给出了声速-水温和声速-溶液浓度的依赖关系.水的温度每升高1℃,3.974 MHz的超声波的声速增加2.09 m/s,16.574 MHz的超声波的波速增加2.04m/s;声速随着NaCl溶液浓度的增大线性增加,NaCl溶液浓度每升高1%,3.974 MHz的超声波声速增加13.637 m/s,16.574 MHz的声波声速增加11.757 m/s.在此基础上,分析了不同频率的超声波对实验规律的影响,认为不同频率的超声波在相同条件下测量的溶液中声速大小的不同源于测量的随机误差.     

对充液聚焦球内液体声参数研究

本文叙述了充液聚焦球内低声速液体的声速测量,测得了声速与温度、混合比的关系曲线。用Wood混合液声速公式和测量结果导出了低声速液体的声速与温度、混合比的经验公式,解释了测量声速曲线和公式声速曲线出现的差异,本文对充液聚焦球内低声速液体的设计提供了实验基础和理论依据。     

非侵入式超声波浆料浓度测量技术研究*

设计了一种基于非侵入式超声波透射衰减法的浆料浓度测量系统,根据超声传播衰减原理,建立超声衰减值与浆料浓度之间的关系。实验中采用生物显微镜和激光粒度仪对颗粒标称粒径进行验证,采用中心频率为200 kHz的超声波换能器,利用一发一收模式对超声波在有机玻璃管内的浆料进行非侵入式测量并分析透射波信号,对体积百分浓度小于25%、不同粒径的石英砂浆料进行测量,通过拟合方法获得浆料温度、体积百分浓度与声衰减对应的关系,并据此构造浓度求解方程,通过现场实时在线测量并与取样结果进行对比验证方程的准确性,结果显示,本方法可有效测量浆料浓度。     

超声法测量高浓度矿浆两相流粒径分布和浓度

研究了超声衰减谱法和超声多次回波反射法测量高浓度矿浆两相体系粒径分布和浓度。实验测量了多个浓度下硫矿浆在3～6 MHz频率下的声衰减谱,结合反演算法由实验数据计算得到矿浆两相流粒径分布。同时测量了不同浓度下硫矿的声阻抗值,由超声多次回波反射法计算得到浓度。粒径分布与浓度测量得到的结果与标准配置值较为吻合,表明超声法适用于高浓度矿浆两相流粒径分布和浓度的在线检测。     

基于混合气体分子复合弛豫模型的一氧化碳浓度检测算法

研究了声波通过混合气体时，复合弛豫声吸收和声速与气体各成分浓度和声频率之间的依赖关系.以一氧化碳气体、水蒸气、氮气和氧气的混合气体为例，分别建立了弛豫声吸收和声速与气体浓度的三维模型，以及弛豫声吸收与声频率的二维模型.完成了通过测量弛豫声吸收和声速计算一氧化碳气体浓度的算法推导，提出了一种依据弛豫声吸收和声速检测气体浓度的简化算法.仿真实验结果不仅证明了算法的理论可行性，还给出了算法的最佳适用声频率范围，并估计了将算法应用于实验的误差原因，证明了算法具有实际可行性. 关键词： 气体浓度声学检测 一氧化碳浓度检测 复合弛豫声吸收 声速     

全场彩虹技术测量喷雾浓度及粒径分布

喷雾颗粒的浓度、粒径等多参数的同时测量是研究喷雾的关键. 对应用全场彩虹技术测量双组分液滴的浓度及粒径分布进行了研究. 基于改进的Nussenzweig理论,对液滴折射率和粒径分布采用无分布函数算法进行最优化求解, 然后通过折射率与浓度的关系反推液滴浓度.用模拟全场彩虹信号对该算法进行了验证, 该算法可准确反演具有单峰分布、双峰分布粒径特征的液滴群的折射率与粒径分布. 并对体积分数从0%到100%的乙醇溶液喷雾进行了实验测量, 结果表明,所测得折射率与理论值符合,粒径分布稳定.该技术在喷雾浓度测量方面具有广阔的应用前景. 关键词： 全场彩虹技术 折射率 粒径 组分     

利用超声光栅测量液体声速的影响研究

根据声光效应原理,利用分光计和超声光栅对生活中几种常见液体(蒸馏水、75%乙醇、食用油、5%Na Cl溶液、30%葡萄糖溶液)中的声速进行了测量,同时测量了不同浓度葡萄糖溶液中的超声波声速,并利用Origin软件对其进行数据拟合分析,结果显示:不同液体介质和同种液体不同浓度对超声波声速的测量均有一定程度的影响。在几种常见的液体中,葡萄糖溶液中测量的声速误差最小;超声波在葡萄糖溶液中传播的速度在一定浓度范围内线性增大,而在浓度为32%葡萄糖溶液中的声速的拟合残差最小,该浓度下测量的超声波声速精确度最高,可作为测量超声波在葡萄糖溶液中传播速度的有效浓度。     

超声波在磁性液体中的传播特性

本文报道超声波在磁性液体中的传播特性,首先研究了磁化状态建立与消失的弛豫过程,弛豫时间约20min,为了保证平衡状态下进行测量,所有数据均为附加磁场60min后进行的测量,然后在f=4HMz下,测量了φ=0,π/2的声速与磁场的关系,声速与磁性液体中磁性颗粒浓度的关系,对有关理论进行了解释。 关键词：