[发明专利]一种可激发气体压力容器压强测量方法

权利要求书

1.一种可激发气体压力容器压强测量方法，其特征在于：

1)在气体压力容器中放置频率分别为f₁和f₂的两对超声探头以及热电偶，两对超声探头分别用于测量频率为f₁和f₂时气体中的声吸收系数和声速，热电偶用于测量气体温度值；

2)利用两对超声探头分别获得两个选定的频点f₁和f₂上声吸收系数α(f₁)、α(f₂)和声速c(f₁)、c(f₂)的测量值；

3)利用两频点声测量值合成声弛豫频率，由公式(4)合成气体的声弛豫频率f_m为：

4)预先测量气体压力容器中气体在1个标准大气压下不同温度下的声弛豫频率值作为查表所需参考值；由步骤1)中热电偶测量得到的当前气体温度，通过查表方式获得当前温度下在1个标准大气压时的气体参考声弛豫频率f₀；

5)通过步骤3)中合成的声弛豫频率f_m和步骤4)查表得到的参考声弛豫频率f₀，计算得到气体容器压强P＝f_m/f₀。

2.根据权利要求1所述的一种可激发气体压力容器压强测量方法，其特征是：所述步骤2)，具体步骤包括：

(1)声压的变化服从指数衰减规律，即其中，α为声吸收系数或者声压吸收系数，单位为奈培/米；x为传播距离，即每对探头之间的距离；p₀为发送声探头的声压，p(x)是声波经过距离x传播后到达接收声探头时的声压；通过记录发送探头换能器电信号峰值A₀和经过距离x传播后接收声探头换能器电信号峰值A(x)，利用公式α＝ln(A₀/A(x))/x＝ln(p₀/p(x))/x可计算得到两个选定的频点f₁和f₂上声吸收系数α(f₁)、α(f₂)；

(2)声速c采用时差法测量，利用计时器记录声波在收发声探头之间的传播时间t，利用公式c＝x/t计算得到两个选定的频点f₁和f₂上声传播速度c(f₁)和c(f₂)。

3.根据权利要求1所述的一种可激发气体压力容器压强测量方法，其特征是：所述步骤3)利用两频点声测量值合成声弛豫频率，具体步骤包括：

(1)根据Kneser经典声气体振动弛豫理论，随声频率变化的声吸收谱μ(f)表示为：

其中，f是声频率，λ是声波长，f_m是声弛豫频率，μ_m是声吸收谱最大值的幅度，α(f)是随声频率变化的声吸收系数；

(2)两对超声探头在两个选定的频点f₁和f₂分别测得声吸收系数和声速后，计算得到两个选定频点f₁和f₂的声吸收谱值μ(f₁)、μ(f₂)为：

μ(f₁)＝α(f₁)c(f₁)/f₁，μ(f₂)＝α(f₂)c(f₂)/f₂ (2)

(3)由式(1)和(2)可得到：

联立式(3)中的两个等式可得气体的声弛豫频率f_m：

4.根据权利要求1所述的一种可激发气体压力容器压强测量方法，其特征是：所述预先测量气体压力容器中气体在1个标准大气压下不同温度下的声弛豫频率值作为查表所需参考值是利用步骤1)-3)的方法在气体压力容器中放置的两对频率分别为f₁和f₂的超声探头以及热电偶所测得。