一种新型的声衰减测量方法及其应用

摘要

超声波在媒质中的传播速度和声衰减系数是描述媒质声学特性的两个重要参数，与媒质的微观结构和许多重要的物理化学性质有密切的关系。可以通过声学参数的测量，来了解被测媒质状态的变化情况。传统的声衰减的测量难度较高，较麻烦费时，所以至今尚未得到很好的应用。但是衰减既然是媒质声学特性的另一参数，也可以用来表征媒质某方面的属性，衰减应与声速具有同样重大的应用价值。探索一种简单、快速的区分不同衰减系数的媒质的方法，具有一项重要而有意义的课题。本文的工作主要分以下几方面：(1)本文首先从理论上阐述了“回波脉冲个数法”的原理，并分析了会影响测量结果大小及精度的几个因素，理论上提出了提高仪器性能的一些办法。(2)形成试验仪器，对于衰减系数不同的媒质，如相同温度的不同液体、不同温度的同种液体，使用“回波脉冲个数法”进行测量。(3)介绍同济大学核工业第二研究设计院的合作项目，针对该项目的特殊应用条件，利用了“回波脉冲个数法”完成了仪器的研制，并通过验收。(4)最后是对今后所要做的工作进一步讨论。关键词：超声波，衰减，回波脉冲个数

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第1章绪论

1.1引言

1.2常用的测量方法及国内外研究现状

1.2.1声速的测量

1.2.2声衰减的测量

1.3超声波声速、衰减测量的应用

1.4课题背景及主要工作

第2章 回波脉冲个数法测量声衰减的原理

2.1超声的衰减与吸收

2.2声衰减的测量

2.2.1直接幅度比值法

2.2.2回波脉冲个数法

2.2.3回波脉冲个数法测量的影响因素

本章小结

第3章 声衰减测量系统的建立与试验

3.1声衰减测量系统的建立

3.1.1系统构架

3.1.2信号检测部分

3.1.3电路原理

3.1.4计算机及软件系统

3.2试验过程及分析

3.2.1系统的稳定性

3.2.2换能器平行度

3.2.3不同样品池材料的接收信号

3.2.4不同液体的恒温测量

3.2.5降温试验的结果

本章小结

第4章超声波界面振幅仪、界面计的研制

4.1测量方案的选择

4.1.1连续式超声脉冲回波法液位测量的基本原理

4.1.2间断式超声波界面测量的原理

4.2基础试验及结论

4.2.1换能器晶片的选择及粘接

4.2.2外接电缆的选择

4.2.3混响信号的处理

4.2.4信号的选择

4.3仪表测量系统的组成

4.4超声波界面振幅仪的工作原理及电路

4.4.1工作原理

4.4.2仪器的电路方块图

4.5超声波界面仪的工作原理及电路

4.5.1工作原理

4.5.2仪器的电路方块图

4.6计算机程序

4.7仪器性能的试验

4.7.1超声波界面计

4.7.2超声波界面振幅仪

本章小结

第5章结论与展望

5.1本文完成的工作

5.2展望

致谢

参考文献

附录A部分工艺溶液浓度(或比重)与声速的关系

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果