[发明专利]考虑温度特性的液环式角加速度计中含气量确定方法

权利要求书

1.一种考虑温度特性的液环式角加速度计中含气量确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、根据液环式角加速度计所采用的工作液体的熔沸点，确定其适用的工作温度范围，根据工作液体在不同温度下的密度值，拟合得到工作液体的温度-密度关系式；

步骤2，根据标准大气压、不同温度下声波在液体中的传播速度，拟合得到工作液体的温度-声速关系式；

步骤3、将工作液体的温度-密度关系式以及工作液体的温度-声速关系式带入公式(3)，得到工作液体的体积模量与温度的关系式；其中公式(3)为：

K_l(T)＝a_l²(T)ρ_l(T)

其中，ρ_l表示工作液体密度，a_l表示液体声速，T表示温度；

步骤4，考虑液环式角加速度计环形腔体内流体的含气量与环形腔体特征计算流体的波速；

考虑气体含量的环形腔体内流体的波速与温度的关系式为：

其中，c(η，T)为含气量为η时考虑温度特性的环形腔体内流体波速，η＝V_g/V，表示气体含量，V为液环式角加速度计环形腔体内的流体总体积，V_g为所述流体中的气体体积，K_g为所述流体中的气体体积模量，ρ_g为所述流体中的气体密度；

空气的密度与温度的关系式为ρ_g(T)＝-0.0053T+1.293，空气的体积模量由空气中的声速和空气的密度计算得到K_g(T)＝a_g²(T)ρ_g(T)，其中a_g表示空气中的声速；

步骤5、将不同温度、不同含气量条件下的密度和波速参数带入液环式角加速度计的系统模型中，计算其低频增益和自然频率，得到温度、含气量与低频增益及自然频率的关系曲线；

根据所述关系曲线得到角加速度计的动态特性，根据角加速度计的动态特性，建立决策函数J(η)：

其中，c(0，T)为含气量为0时考虑温度特性的环形腔体内流体波速；表示改变T使得f最大时对应的f值，/表示改变T使得f最小时对应的f值；b₁，b₂为权重参数，b₁+b₂＝1，b₁≥0且b₂≥0；

根据决策函数J(η)确定最优的含气量η₀，完成含气量确定。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，工作液体的温度-声速关系式为：

a_l(T)＝b_mT^m+b_m-1T^m-1+…+b₁T+b₀ (2)

其中，b₀，b₁…b_m为与声速相关的温度参数，其中，m为温度-声速曲线的阶次，所述温度-声速曲线通过标准大气压、不同温度下，声波在流体中的液体中的传播速度值画出，声波在流体中的液体中的传播速度值通过查表或实验方法得到。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，工作液体的温度-密度关系式为：

ρ_l(T)＝a_nTⁿ+a_n-1T^n-1+…+a₁T+a₀ (1)

其中，a₀，a₁…a_n为温度参数，通过对数据进行拟合获得，其中n为温度-密度曲线的阶次，所述温度-密度曲线为通过标准大气压、不同温度下，流体中的液体密度值画出的，工作液体在不同温度下的密度值通过查表或实验方法在标准大气压下得到。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在含气量的变化范围内按对数均匀取点得到各含气量取值。