基于聲傳播譜的氣體傳感原理

第1章緒論
1.1氣體傳感技術(shù)和超聲波傳感器概述
1.1.1氣體傳感技術(shù)
1.1.2超聲波傳感器
1.2基于聲傳播特性的氣體傳感技術(shù)
1.3本書的研究意義
1.4本書研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
1.4.1本書的研究內(nèi)容
1.4.2本書的組織結(jié)構(gòu)
第2章氣體介質(zhì)中聲傳播譜的理論基礎(chǔ)
2.1理想氣體中聲傳播的熱力學(xué)理論
2.1.1理想氣體
2.1.2理想流體介質(zhì)中聲傳播的三個基本方程
2.1.3聲波動方程
2.1.4絕熱過程的理想氣體狀態(tài)方程
2.2聲波在非理想氣體介質(zhì)中的吸收和頻散
2.2.1非理想氣體介質(zhì)中的經(jīng)典聲吸收
2.2.2非理想氣體介質(zhì)中的聲弛豫過程
2.2.3氣體分子弛豫吸收理論的發(fā)展歷程
2.2.4DL理論模型的存疑
小結(jié)
第3章多元混合氣體聲傳播譜的理論預(yù)測模型
3.1混合氣體聲經(jīng)典吸收譜的計(jì)算
3.1.1混合氣體黏度系數(shù)
3.1.2混合氣體熱傳導(dǎo)系數(shù)
3.1.3混合氣體聲經(jīng)典吸收譜的計(jì)算結(jié)果
3.2多元可激發(fā)混合氣體聲弛豫譜的解析模型
3.2.1單一弛豫過程的唯象理論
3.2.2混合弛豫氣體的有效定體摩爾熱容
3.2.3混合氣體振動弛豫方程
3.2.4碰撞能量轉(zhuǎn)移概率的求解
3.2.5內(nèi)外自由度溫度變化率之比的數(shù)值解
3.2.6混合氣體聲復(fù)合弛豫譜的解析表達(dá)式
3.3解析模型的仿真和分析結(jié)果
3.3.1仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比
3.3.2聲弛豫譜的解析分析
3.3.3振動振動量子交換數(shù)對聲弛豫吸收譜的影響
小結(jié)
第4章聲傳播譜與氣體成分的關(guān)系分析
4.1多模式振動弛豫的解耦合
4.1.1內(nèi)外自由度溫度變化率之比的解析結(jié)果
4.1.2混合氣體有效熱容的解耦合表達(dá)式
4.1.3基于解耦合模型的聲弛豫吸收譜仿真結(jié)果
4.1.4解耦合過程與聲弛豫吸收譜的關(guān)系
4.2聲弛豫吸收譜的分解
4.2.1聲復(fù)合弛豫吸收譜的可分解特性
4.2.2單一解耦合弛豫吸收譜的模式貢獻(xiàn)度
4.2.3復(fù)合弛豫吸收譜的分解仿真結(jié)果
4.2.4解耦合單弛豫吸收譜的振動模式貢獻(xiàn)度分析
4.3聲弛豫過程的三要素
4.3.1弛豫過程三要素與聲傳播譜的關(guān)系
4.3.2外部環(huán)境對弛豫時間的影響
4.4振動能量轉(zhuǎn)移速率影響聲弛豫過程形成的分析
4.4.120%N280%CH4中振動能量轉(zhuǎn)移速率影響
聲弛豫過程形成的分析
4.4.220%N280%CO2中振動能量轉(zhuǎn)移速率
影響聲弛豫過程形成的分析
4.4.35%Cl275.05%N219.95%O2中振動能量
轉(zhuǎn)移速率影響聲弛豫過程形成的分析
小結(jié)
第5章聲傳播譜的實(shí)用化重建算法及其在氣體檢測中的應(yīng)用
5.1不同熱力學(xué)過程下的振動弛豫時間
5.2單一弛豫過程有效熱容的重建算法
5.2.1基于兩頻點(diǎn)聲測量值的單一弛豫過程有效熱容
5.2.2PL重建算法的更正推導(dǎo)
5.3基于特征點(diǎn)的聲弛豫譜重建算法
5.3.1特征點(diǎn)重建算法
5.3.2特征點(diǎn)重建算法的仿真結(jié)果
5.3.3特征點(diǎn)重建算法合成誤差和頻率選擇
5.4重建算法在氣體檢測中的應(yīng)用
5.4.1PL重建算法在氣體檢測中的應(yīng)用
5.4.2特征點(diǎn)重建算法在氣體檢測中的應(yīng)用
5.4.3基于有效弛豫區(qū)域的氣體檢測原理
小結(jié)
第6章總結(jié)與展望
6.1本書研究內(nèi)容總結(jié)
6.2后續(xù)研究展望
參考文獻(xiàn)