基于聲傳播譜的氣體傳感原理

第1章緒論
1.1氣體傳感技術和超聲波傳感器概述
1.1.1氣體傳感技術
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
1.3本書的研究意義
1.4本書研究內容和組織結構
1.4.1本書的研究內容
1.4.2本書的組織結構
第2章氣體介質中聲傳播譜的理論基礎
2.1理想氣體中聲傳播的熱力學理論
2.1.1理想氣體
2.1.2理想流體介質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中的吸收和頻散
2.2.1非理想氣體介質中的經典聲吸收
2.2.2非理想氣體介質中的聲弛豫過程
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
第3章多元混合氣體聲傳播譜的理論預測模型
3.1混合氣體聲經典吸收譜的計算
3.1.1混合氣體黏度系數
3.1.2混合氣體熱傳導系數
3.1.3混合氣體聲經典吸收譜的計算結果
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碰撞能量轉移概率的求解
3.2.5內外自由度溫度變化率之比的數值解
3.2.6混合氣體聲復合弛豫譜的解析表達式
3.3解析模型的仿真和分析結果
3.3.1仿真結果與實驗結果的對比
3.3.2聲弛豫譜的解析分析
3.3.3振動振動量子交換數對聲弛豫吸收譜的影響
小結
第4章聲傳播譜與氣體成分的關系分析
4.1多模式振動弛豫的解耦合
4.1.1內外自由度溫度變化率之比的解析結果
4.1.2混合氣體有效熱容的解耦合表達式
4.1.3基于解耦合模型的聲弛豫吸收譜仿真結果
4.1.4解耦合過程與聲弛豫吸收譜的關系
4.2聲弛豫吸收譜的分解
4.2.1聲復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度
4.2.3復合弛豫吸收譜的分解仿真結果
4.2.4解耦合單弛豫吸收譜的振動模式貢獻度分析
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系
4.3.2外部環(huán)境對弛豫時間的影響
4.4振動能量轉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
轉移速率影響聲弛豫過程形成的分析
小結
第5章聲傳播譜的實用化重建算法及其在氣體檢測中的應用
5.1不同熱力學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
5.3基于特征點的聲弛豫譜重建算法
5.3.1特征點重建算法
5.3.2特征點重建算法的仿真結果
5.3.3特征點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用
5.4.1PL重建算法在氣體檢測中的應用
5.4.2特征點重建算法在氣體檢測中的應用
5.4.3基于有效弛豫區(qū)域的氣體檢測原理
小結
第6章總結與展望
6.1本書研究內容總結
6.2后續(xù)研究展望
參考文獻