在线声速测量中阵发性气泡影响的消除方法

我们利用气泡比重轻的重点，采用机械装置先使绝大部分的气泡不通过超声测试区。然后对进入测试区的气泡，利用有气泡时衰减会增加和声时会突变的原理，通过计算机软件判断接收波的幅度是否过小，和声时有无突变，有效地排除了阵发性气泡对声速测量的影响。     

智能化双氧水浓度计的研制

本文简要介绍我们研制的双氧水浓度计，并报导了采用微机技术后使仪器在下列三方面取得的成功：①消除阵发性气泡对测量的影响；②提高声时的测量精度和灵敏度；③大范围（温度２５．０—５０．５℃，浓度０％—３８％）内的温度补偿。这种智能化浓度计，不仅适用于双氧水，只要对软件作些修改，即可用于其他液体产品的成分分析，因而具有广泛的应用前景，为自动化生产和在线检测提供了有力的工具。     

单泡声致发光中声压与气泡最大半径的关系

1引言: 当一定幅度的超声波作用于水中时,水中的微小气泡会在声压的驱动下膨胀和塌缩,并不断成长为肉眼可见的气泡,这种现象就是声空化.当超声波的幅度继续增大,水中气泡的膨胀、塌缩更加激烈,会产生短暂发光,这就是声致发光.早期的观察到的声致发光都是来自大量空化泡的集体效应,所以称为多泡声致发光.1992年,Gaitan等人将超声波作用于除气水,实现了单个气泡在水中的悬浮、膨胀、塌缩和发光,发明了单泡声致发光[1],使得人们可以对发光的单个气泡的参数进行具体的研究.     

蔗糖溶液液滴真空闪蒸特性实验研究

针对蔗糖溶液液滴的真空闪蒸特性进行了实验研究,获得了蔗糖溶液液滴的形态和温度随时间变化特征。结果表明,由于真空压力和溶液浓度不同,液滴经历六种形态。当真空压力pa500 Pa时,随蔗糖溶液质量浓度由高至低,出现多次气泡生长-爆裂并析出蔗糖、多次气泡生长-爆裂、气泡迅速生长-爆裂;当真空压力800 Papa2000 Pa时,随蔗糖溶液质量浓度由高至低出现:单次气泡生长-爆裂、凝固;当真空压力继续上升至pa2000 Pa时,液滴稳态蒸发。对液滴温度变化的实验研究表明:随环境压力迅速下降,液滴温度也迅速下降,当真空压力维持不变后,液滴温度下降速度减慢,直至达到最低温度后,液滴温度逐渐回升。伴随多次气泡生长-爆裂过程中,热电偶测量液滴温度会出现振荡,这是由于气泡爆裂带走热量,使热电偶测量温度迅速下降;其后热电偶温度逐渐回升。回升过程也分为两个阶段:当气泡在热电偶结点附近产生时,热电偶测量温度回升缓慢;当气泡脱离热电偶结点,测量温度迅速上升,直至再次爆裂。     

长喉颈文丘里管气液两相流弹状流机理研究

为了实现气液两相流相含率测量并得到相关模型,结合气液两相流研究现状,采用近红外光谱技术与高速摄影技术结合的手段,利用近红外系统布置于长喉颈文丘里管喉管位置的新装置,将弹状流相间流动特征与近红外测量系统接收光强信号特征相结合,提出了把弹状流分成泰勒气泡与尾部气泡两部分的简化模型,在数据处理时对近红外接收光强高频信号进行有效分组,建立了新的气液两相流弹状流相含率测量模型。从一定程度上解决了弹状流不同部位的两相交界面对近红外接收探头接收光强信号影响差异较大的问题。新型模型的测量效果较好,所得结果测量误差较小。     

单泡声致发光中气泡运动的声压相关性

1.引言 在超声驻波的作用下,在除气水中可以实现单个气泡的超声悬浮,同时气泡也将会以驱动频率做膨胀塌缩运动,塌缩的剧烈程度随着声压的增加而变剧烈,当声压大到一定值时,在气泡的塌缩过程中就会发出光脉冲,这就是单泡声致发光(SBSL).既然SBSL是由于气泡的运动所产生的,那么研究气泡具体是如何运动的就变得十分重要,这将有助于了解声致发光的发光机理和过程.当然,影响声致发光的因素有很多,如声压、含气量、环境温度和压力、以及一些液体参数等等,其中激励声压是最根本的一个相关量.本文我们研究激励声压对气泡运动的影响.     

一种声测量弹目偏差的方法研究

针对现有测量火炮武器系统射击弹目偏差实时性差、漏测率高和设备庞大等问题,提出采用声学空间定位测量方法,并对弹丸N波特征进行了研究.建立了数学、物理模型和测量系统,攻克了全向接收弹丸激波的N波传感器、N波信号数字处理模块等关键技术,使测量系统具有抑制空中气动和高速飞行平台振动等外部环境噪声的能力,能够从复杂的背景噪声中正确提取出弹丸的N波信号信息.试验数据证明了超音速飞行弹丸所具有的特征,验证了测试系统的技术指标.声测量弹目偏差的测量方法较电子雷达或光电系统等其它测量方法具有响应快、漏测率低、不受环境影响和实时性强等优点.     

真空环境下过热水滴内气泡生长的实验与模型研究

针对真空环境下过热水滴内的气泡生长过程进行了实验和模型研究。实验方面,采用液滴悬挂的方法,将单个去离子水液滴悬挂在热电偶上,同时用高速摄像机记录了气泡生长过程,首次得到了过热液滴内气泡随时间生长的实验数据。对过热液滴内的气泡生长过程建立了数学模型,模型耦合了气泡生长的动量方程和能量守恒方程,考虑了气泡成核的非平衡热力学因素,模型计算的气泡生长速度明显大于实验测量值。继而引入摩擦系数CD考虑了热电偶存在减缓了气泡的生长,对模型进行了修正,结果显示,当CD取25时,模型计算结果和实验数据吻合较好。研究结果可以很好地预测真空环境下过热水滴内的气泡生长过程,有助于了解其热力学机理及传热传质过程。     

科氏流量计气-液两相流的数值模拟

针对科氏流量计在测量含气-液两相的流体时,流量计随着气体含量的增加,测量稳定性逐步变差的问题,采用流固耦合有限元技术,对科氏流量计进行了模态分析和流固耦合振动分析。作为一个实例,使用该方法模拟气泡含量以及分布对测量稳定性的影响,在气泡含量1%左右时测量相对稳定,气泡含量大于5%时测量稳定性很快变差。     

点聚焦换能器声场的可视化和测量

0引言声场校准一直以来是声学研究者们广泛关注的方向。传统的校准方法如互易法、自易法、辐射力法等均需在声场中引入接收介质来对指定点的声场进行测量[1]。但是,接收介质的介入本身会对声场产生影响,特别是当我们需要探测高频声或极小点处的声场时,接受介质的引入对测量结果造成影响十分显著,降低了测量精度。     

含气泡液体的非线性参数和气泡浓度

本文对含气泡液体的非线性参数与气泡浓度的相互关系进行了实验测量,测量结果与理论预期一致,这一结果可以作为用非线性声学测量方法估计含气泡液体中的气泡浓度与分布。     

微孔电极中微孔参数对电声特性的影响

为研究等离子体震源的电声特性随孔特性的变化，采用微孔电极放电，通过电压和电流探头测量负载电特性，阴影成像法和高速相机记录气泡脉动特征，水听器测量声脉冲，主要研究了不同微孔间距和数目下的电特性、气泡脉动和声特性。结果表明，随着微孔间距的增加，负载电压和能量不变，而负载电流和功率却在增加。另外，声脉冲幅值随着间距的增加出现了先上升再下降的趋势，最大可达到148.8 kPa；当孔数增加时，负载的峰值电压和电流虽然减少，但气泡声脉冲数增加，致使直达波的峰值增大。因此，增加孔数对提高微孔电极放电声脉冲的峰值是有利的。     

平面度测量时布线方法与水平仪器的使用方法

平面度测量时可以采用不同的布线方法,如对角线法和网格法等.对应不同的布线方法就有不同的数据归一方法.水平仪节距法测量平面度时,针对不同的测量数据归一方法,水平仪器的使用必须注意相关规定,否则会引入较大的测量误差或给出错误的测量结果.     

声发射信号在圆柱型波导杆中的传播特性

选用5种长度、两种直径的圆柱型波导杆,分别在其端面圆心、圆周表面上进行断铅试验。并对比分析了不同长度、直径的波导杆对接收声发射(AE)信号的幅度、时域波形、幅频特性产生的影响。结果表明:随着波导杆长度的增加,端面圆心、圆周表面上声发射信号的幅度都有衰减趋势。其中,端面圆心处的声发射信号幅度较圆周表面上的衰减大。相同长度的波导杆,直径越大,接收到声发射信号的幅度越小;而相同直径的波导杆,长度较长接收声发射信号的时域波形图在时间轴上伸展较宽;相同长度、不同直径的波导杆,直径大的对声发射信号有频散作用。     

基于GGBP蛋白绑定的表面等离子共振葡萄糖浓度测量

人体糖尿病的微创检测是通过测量人体表皮组织液中的葡萄糖浓度,来预测人体血液中的葡萄糖浓度.采用表面等离子共振（SPR）技术,并使用对葡萄糖有特异性吸附的D-半乳糖/D-葡萄糖结合蛋白（GGBP）,研究组织液测试的方法.实验中针对不同的GGBP蛋白配置了不同浓度的葡萄糖溶液.将突变蛋白（E149C）,（E149C,A213S）和（E149C,A213S,L238S）分别绑定在传感器上.实验结果表明,使用不同蛋白质修饰过的表面等离子共振传感器,能够测量不同浓度范围的葡萄糖溶液,其中GGBPE149（E149C为突变位点）有最高的灵敏度,在测量葡萄糖水溶液浓度0.5mg/L～5mg/L时有较好的线性.实验结果显示了GGBP蛋白在糖尿病检测及其他人体组织成分检测领域的良好应用前景.     

测量水中微气泡尺度分布的图像处理

针对水中微气泡尺度分布参数在线测量的需求,提出了一种测量水中微气泡尺度分布的图像处理与分析方法。以在实验室显微照相拍摄的水中微气泡图像为研究对象,阐述了该方法所采用的图像增强、图像分割、图像形态学处理和图像颗粒测量的具体手段,给出了其中单幅微气泡图像的尺度分布测量结果。实验与分析结果表明,该方法能有效地获取水中微气泡的尺度分布,并能分离粘连气泡,可应用于水中气泡群参数的在线检测。     

一种高灵敏度光声光纤SO2气体传感器的研究

基于气体光声效应原理，研究了一种高灵敏度光纤SO2气体浓度传感器。用染料激光器作为激励源，激励出光声信号，采用光纤位移传感器测量光声信号。设计了光学长程装置以提高光声腔的灵敏度。用此装置测量SO2气体浓度，给出了实验数据并对结果作了分析。     

海底沉积物岩芯横向声学测量系统的标定

水平轴向测量技术相对成熟,但较难获取海底沉积物的无扰动分层声学特性,采用横向测量技术可以解决这一问题。文章研究了海底沉积物岩芯横向测量技术,将水作为海底沉积物测量的参考标准,进行测量系统的标定。提出了等效换能器的概念,将样品以外的声传播介质整合成等效换能器的一部分,标定测量等效换能器声延时和声传播初始能量。以水为标准介质,分别采用33、80、100 kHz三种频率的声学换能器,以及75、90、110 mm三种管径的聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,PVC),测量所得的水中的声速与标准计算水中的声速具有一致性,其中以采用80 kHz频率声学换能器和90 mm管径PVC管测量时的声速误差最小,选用此状态进行标定,得出当隔水耦合测量法换能器相对距离为142.02 mm时,标定的等效换能器声延时为45.88±0.08 μs,等效换能器声传播初始能量(以接收换能器的接收电压表示)为0.86±0.03 V。应用标定的等效换能器声延时和声传播初始能量测量海底沉积物。计算得到声速和声衰减系数符合黏土质粉砂的声学特性。     

千分类仪表灵敏度检定

在计量检定站采用机械式比较仪或千分表对零件进行检测时 ,发现同一个成品件 ,用两个机械式比较仪分别测量时 ,会出现测量显示数据不一致的情况 ,这是什么原因造成的呢 ?在检测中使用的机械式比较仪、千分表是周期检定的 ,符合国家检定规程。通过分析研究测试 ,我们认为是机械式比较仪、千分表灵敏度下降造成的。灵敏度下降主要原因是 :经过多年使用 ,仪表活动测量杆间隙进去油污和灰尘 ,而活动测量杆的微小变化量 ,都能够影响机械式比较仪、千分表的读数机构 ,造成灵敏度下降。为此 ,我们采用下述方法检定千分类仪表的灵敏度。　　 1 千分…     

超声作用下刚性壁面附近的双气泡脉动

在实际应用时,空化泡可能位于刚性壁附近。对刚性壁附近的空化泡脉动进行研究有利于更好地利用声空化。文章研究了刚性壁附近双气泡的动力学规律。研究结果表明,当两气泡与刚性壁距离相同时,气泡与壁之间的距离越大,刚性壁对辐射声波的反射越小,气泡脉动时能够达到的最大半径与最小半径的比值(即压缩比)也越大。若改变单个气泡与刚性壁的距离,则当两个气泡距离接近时,位置固定的气泡压缩比会减小。增大单个气泡的平衡半径,会使得两气泡脉动时的压缩比变小。此外,文章还对两气泡间距固定情况下,气泡压缩比与两气泡中心连线和壁面所成夹角之间的关系进行了讨论。