[发明专利]六氟化硫分解产物检测的一维纵向谐振腔的声传输线模型

权利要求书

1.一种六氟化硫分解产物检测的一维纵向谐振腔的声传输线模型，其特征在于，所述模型建立步骤如下：

S1：进行光声池的有限元模拟；

S2：建立光声信号的声传输线模型；

S3：建立一维纵向光声腔的振荡电路模型；

S4：对声传输线模型和振荡电路模型进行分析和处理。

2.如权利要求1所述的六氟化硫分解产物检测的一维纵向谐振腔的声传输线模型，其特征在于，所述步骤S1中的有限元模拟步骤如下：

S11：对谐振腔长度经行修正，修正后的谐振腔长度为：

L_eff＝L_c/π；

S12：调制频率为光声腔的谐振频率，ω＝πυ/2L_eff；

S13：假定入射光束的光强均匀分布，则光强为：

I=WS;]]>

S14：对SF₆分解组分进行检测；

S15：计算室温下光声腔内的声波速度：

υ=γRMT/M;]]>

其中，R_c为光声腔直径、L_c为光声腔长度，R_b为两端缓冲区的直径、L_b为两端缓冲区的长度；W为光功率，S为光照面积；ρ₀为气体密度，γ为热容比，M为气体摩尔质量，η为粘滞系数，K为导热率，C_p为定压摩尔热容。

3.如权利要求2所述的六氟化硫分解产物检测的一维纵向谐振腔的声传输线模型，其特征在于，所述步骤S2中的光声信号的声传输线模型建立步骤如下：

S21：建立一维纵向无损光声腔的声学方程：

∂p∂t+ρv2S∂u∂x=(γ-1)H;]]>

ρS∂u∂t+∂p∂x=0;]]>

S22：将声学方程转换为二端口电网络中电压和电流的关系式：

∂U∂t+1C*∂I∂x=0;]]>

L*∂I∂t+∂U∂x=0;]]>

S23：引入声传输线模型，用声压p和气流速度u分别取代电压U和电流I；

S24：假定整个光声腔内光吸收是均匀的，把光声腔分为无数段，则每段的电流源I₀可表示为：

∂I0/∂x=(γ-1)·W·α/ρυ2⇒I0=(γ-1)·Wαρυ2·Leff2;]]>

考虑到非理想因素，引入粘性边界层d_v和热边界层d_h：

dv=2μ/(ρω);]]>

dh=2κ/(ρωCp);]]>

其中，p是腔内声压，ρ是气体密度；γ是气体热容比，u是腔内气体流动速度，S是光声腔截面半径，ν是声速，H是热功率密度；L^*是传输线单位长度的电感；C^*是传输线单位长度的电容；μ是介质的动力粘度；κ是介质的导热系数；C_p是气体的等压绝热系数。