同时重建气体度和温度使用声学断层扫描
Shuangling Liu1,2, Ming Zhu2, Meng Deng2
1School of Mechanical Engineering and Electronic Information, China University of Geosciences, Wuhan 430079, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|May 25, 2024
概括
这项研究引入了一种新的声学断层扫描方法,用于同时测量气体度和温度. 该技术利用了气体中声音的频率依赖速度,通过模拟和实验验证实了这一点.
科学领域:
- 物理 物理学 物理
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 测量科学 测量科学 测量科学
背景情况:
- 声学断层扫描能够使用声波进行非接触式测量,比光学方法具有优势.
- 目前的研究主要集中在温度场重建上,对气体成分和度监测的工作有限.
- 监测气体的成分和度对于工业应用中的安全性和效率至关重要,如炉和发动机.
研究的目的:
- 开发一种使用声速分散计算气体度和温度的定量方法.
- 为了建立声速分散,气体度和温度之间的合关系.
- 为了使同时重建气体度和温度场使用声学断层扫描.
主要方法:
- 使用图形处理和模式匹配来确定声速分散和气体参数之间的关系.
- 使用投射交叉方法计算气体混合物的度和温度.
- 开发一种联合重建方法,结合反转和声速分散原理.
主要成果:
- 声速散射,气体度和温度之间建立了结合关系.
- 投射交叉方法应用于二元和三元气体混合物.
- 数字模拟和实验验证证证了同时进行温度和度场重建的可行性.
结论:
- 拟议的声学断层扫描方法有效地使气体度和温度场的同时重建成为可能.
- 该研究验证了使用声速分散作为多元组件气体分析的关键参数.
- 开发的技术显示出对工业环境中的实时监控具有前景.
