一種氣體聲馳豫吸收譜重建方法的研究

凌云++王曉麗

摘 要：聲波在不同氣體中傳播會(huì)產(chǎn)生不同聲弛豫吸收，可以通過提取聲吸收譜的特征參數(shù)去檢測(cè)未知?dú)怏w的成分和濃度。但目前獲取聲弛豫吸收譜的方法復(fù)雜度高，且裝置復(fù)雜。本文提出一種重建氣體聲弛豫吸收譜的方法，操作簡(jiǎn)單，結(jié)果正確，為未知?dú)怏w檢測(cè)打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：氣體聲弛豫 研究背景 重建方法 重建過程與結(jié)果

一、氣體聲弛豫吸收研究的背景及意義

當(dāng)聲波在不同成分和濃度的氣體中傳播時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同聲弛豫吸收，因此可以利用重建聲弛豫吸收譜并提取譜線的特征參數(shù)，去檢測(cè)未知?dú)怏w的成分和濃度。這在行星大氣環(huán)境檢測(cè)、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、工業(yè)中有毒氣體檢測(cè)以及火災(zāi)探測(cè)中都有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

這種利用聲弛豫吸收譜檢測(cè)未知?dú)怏w的方法的關(guān)鍵在于如何獲取聲弛豫吸收譜。目前聲譜的測(cè)量是釆用一個(gè)（或幾個(gè)）頻點(diǎn)的聲傳感器，通過不斷改變壓強(qiáng)進(jìn)行一系列的測(cè)量而獲得一個(gè)寬范圍頻率-壓強(qiáng)比來獲得整條聲傳播譜。但是，這一測(cè)量方法的裝置十分復(fù)雜，且操作復(fù)雜度較高，因此該方法無法適應(yīng)大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用中。因此，我們需要找到一種更好的方法來重建聲吸收譜。

同理，利用本文方法對(duì)98%CH4與2%N2混合氣體聲弛豫譜進(jìn)行重建，結(jié)果如圖3所示。圖中可看出，我們得到的聲弛豫吸收譜與Petculescu實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)趨勢(shì)基本一致，幅度接近，再次證明了本文方法的正確性。

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作者簡(jiǎn)介：凌云（1986.07-），女，湖南衡陽人，碩士研究生，湖南工學(xué)院，講師，研究方向：信號(hào)與信息處理，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。endprint