抽油井套管内声速变化规律分析

根据大量现场测量数据,计算出多口井的前十节油管相应区段内的平均声速,然后采用曲线拟合的方法,得到了反映抽油井套管内声速变化规律的拟合公式,并利用该地区的前30个接箍回波均清晰可辨的某口井的实测数据进行了验证,发现该公式较为吻合,利用该公式可计算出抽油井套管内任意位置处的声速,结果还表明,对于某一地区而言,该地区的套管内的声速的变化规律基本一致,从而为该地区抽油井液位测量中的声速的准确确定提供了可能,进而可提高抽油井液位的测量的准确度,并且井口声速基本反映抽油井套管内声速大小水平。此外,还讨论了不同抽油井的声速分布规律。     

基于群延时分析的海水声速测量

在海水声速测量过程中,测量系统存在群延时,影响测量精度.建立声速直接测量系统信号传输模型,分析系统群延时及换能器群延时.建立声速直接测量系统并在恒温水槽中完成测量实验,所测量的声速值与某高精度声速仪测量声速值相差小于0.3 m/s,与经验公式计算声速值相差小于0.1 m/s.实验结果表明,系统群延时分析方法可用于声速测量.     

基于冰内孔隙率的冰中声速经验公式的研究

冰介质中的声速特性受温度、盐度、密度等因素影响,是一个随时间和空间变化的不稳定值。研究了冰介质中温度、盐度、密度三个物理量在垂直方向上的变化特性,引入孔隙率作为冰中声速特性的表征因子,利用孔隙率与温度、盐度、密度已有的函数关系,通过大量天然冰的实验数据,得到淡水冰中声速关于温度、盐度和密度的经验公式。进行了河冰声速测量的外场试验,验证了淡水冰中声速的经验公式的有效性,并利用该声速经验公式研究了淡水冰垂直方向上的声速剖面。文中所做的相关研究可为以后研究利用冰介质中的声速特性提供借鉴,为以后利用声学方法,在极地或我国北方高纬度地区进行冰层厚度监测,了解寒地冰层的更替、演化以及气候变迁等工作奠定研究基础。     

任意倾斜的硬地层声速测量(折射法)

本文讨论了应用折射法对任意倾斜地层进行声速测量的有关问题，从Adachi的折射声线时距曲线的一般表达式出发，结合声线示踪的几何方法导出了计算具有任意倾斜面的硬地层声速的表达式，对声速测量的误差问题作出了定量的研究，得到了误差估计公式为声测量系统的设计提供了依据，从而提出了一个能够消除地层倾斜角不确定笥对测量精度影响的双激发声速测量方法。     

抚仙湖各个月份的温度剖面

对多年来抚仙湖温度剖面测量数据进行了统计分析,给出了抚仙湖各个月份温度剖面,并利用己有的声速经验公式算出了相应的声速剖面。还对试验中发现的一些现象进行了简要叙述。     

硫酸水溶液的超声研究

本文研究了硫酸水溶液的超声波特性。用脉冲回波法在０－７５℃温度范围测量了不同浓度硫酸的声速，并计算得诸如摩尔声速，声阻抗，经热压缩系数，分子间自由程以及纯Ｈ２ＳＯ４液体的声速等参数，另外还推算出逾量声速，逾量绝热系数，逾量分子间自由程。     

利用残缺样本声速重构声速剖面

用经验正交函数(experiential orthogonal functions,EOF)表示声速剖面受限于样本声速的测量深度,应用该方法重构声速剖面只能计算到样本中最浅剖面的深度。要想进行全海深声速剖面的重构,必须对残缺的样本声速进行合理地外延。为此,首先对样本中温度和盐度进行了外延,然后根据声速经验公式计算得到了全海深的样本声速。在此基础上,通过解多元方程组的办法求解经验正交函数系数达到了声速剖面重构的目的。结果表明,提出的声速剖面外延方法是有效的。另外,只要知道声速剖面变化较剧烈深度上的3个点的声速值就能重构声速剖面,对于文中的数据来说,重构的均方根误差可达到0.872 m/s;增加经验正交函数的阶数能提高重构精度,但5阶以上,阶数的继续增加对精度的提高将不会有显著的影响。     

海水声速测量方法及其应用

在水声研究和海洋工程中,广泛地需要测量海水声速。纵观水声技术的发展历史,声速及其测量方法和手段一直是水声研究的基本问题。从水下声传播速度的物理特性出发,介绍了典型海洋声速剖面的特征,以声速剖面对声传播的影响为关注对象,示例说明了其对声纳最佳探测深度及声纳探测距离的影响,以及声速测量在大洋测温中的应用。在声速剖面测量方法方面,介绍总结了国内外的声速测量设备的原理、技术发展趋势以及主要产品。最后给出了海洋声速剖面测量的发展展望。     

多元有机混合液体声速温度系数的预测方法

根据Jacobson理论及液体声速与分子自由程的关系 ,导出了多元有机混合液体声速与各组分声速之间的关系 ;推导出多元有机混合液体声速温度特性的预测公式 ,并根据组成多元有机混合液各组分特性参量 (摩尔分数、密度、自由程、等压膨胀系数等 ) ,利用文中给出的多元有机混合液声速的温度特性预测公式 ,对由丙酮、四氯化碳、苯、甲醇组成的三元系、四元系有机混合液体的声速温度特性进行了理论值的预测 ,理论预测结果与实验测量结果符合较好     

超临界CO2流体中超声速的特性

超临界CO2流体声速随压力和温度变化规律,对超声技术强化超临界流体萃取应用具有理论指导作用。为研究超临界CO2流体的超声速特性,设计了单探头脉冲回波法的声速测量探头,频率2.5MHz。采用汕头超声研究所生产的CTS-3600数字式超声探伤仪与声速测量探头连接。以温度每5℃和压力每1MPa为间隔,测量了温度为25℃～55℃,压力为7MPa～26MPa的CO2流体声速,根据不同温度下声速随压力变化的一组等温线,采用多项式拟合得到超临界CO2流体声速随压力和温度变化关系模型,在T=300K时计算模型计算值和文献参考值的相对误差。结果表明:超临界CO2流体声速随压力增加而增大,随温度升高而降低,在T=300K时模型计算值和文献参考值的相对误差在7%以内。     

一种声线修正的查表方法

在利用时延测距的水声定位系统中,由于在海洋中存在声速梯度,声线传播发生弯曲,为了提高定位精度,提出了一种声线修正的查表方法。由射线声学理论可知,声传播距离和时间都是声线初始掠射角的函数,在声源深度、接收深度和声速分布已知的情况下,对每一个初始掠射角,必有唯一一个传播时间和距离与它相对应,根据声线的这一特征,可以用查表法通过声传播时间来确定相应的传播距离。通过建立传播时延与声源与接收机的水平距离的对应关系表,利用声线在水平面的投影水平距离通过圆交汇解算出目标的位置,而不是利用声线弯曲的斜距进行球面交汇解算出目标的位置。仿真和海试结果表明,在复杂水文条件下,该方法能有效提高水声定位精度。     

基于声速核查方法的天然气能量计量标准装置

为解决天然气能量测量中组分数据测量频率低带来的测量周期内发热量变化无法核查的问题,利用声速核查天然气组分变化导致发热量、压缩因子的变化,研究了声速核查能量模型,搭建了具备10 MPa、2 000 m³/h测量能力的天然气能量计量标准装置,该装置测量能量的时间由原有的分钟级提升到秒级。通过天然气实流测量,对天然气能量计量标准装置的不确定度进行系统评定,其相对扩展不确定度为0.33%(k=2)。     

火焰燃烧区域空气声速与温度关系的实验研究

为使声学方法能对火焰温度进行精确测量,实验研究了火焰燃烧区域中空气声速与温度的关系。首先对非火焰气体环境中的声速与温度进行测量,然后在此基础上对不同燃料燃烧的火焰区域进行声速测量实验,并结合热电偶测得火焰温度,进而得到火焰中空气声速与温度的关系。结果表明:在固定距离下,与室温空气环境相比,高温烟气环境会使声波的传播时间减小,火焰环境会使声波的传播时间变长;在非火焰区域,空气声速与温度的关系符合理想气体中声速与温度的关系;在火焰燃烧区域,空气声速与温度关系偏离理想气体的声速与温度方程,与按照理想气体计算的声速结果相比,实际声速测量值偏小;对于同种燃料的火焰,随着火焰温度升高会出现空气中的声速减小的现象。     

超声水浸法高精度测量玻璃材料声速的研究

材料的声速与其杨氏模量和密度有关,通过测量材料的声速可以评价材料的特性。相关研究表明,超低膨胀玻璃的声速是评价其热膨胀系数的关键参数,通过测量声速可以实现对超低膨胀玻璃热膨胀系数的间接无损测量。针对市售的超声声速测量仪器存在系统复杂且不易集成化的问题,结合高精度的数据采集卡设计了超声信号采集显示软件,并基于超声水浸脉冲反射法搭建了高精度的声速测量系统,系统结构简单,操作方便且较易集成化。采用该测量系统对制备的超低膨胀玻璃样品的声速进行了测量,结果表明该系统具有较高的声速测量分辨率,声速分辨率可达为0.2 m.s^-1,为使用超声声速法高精度测量超低膨胀玻璃的热膨胀系数奠定了研究基础。     

基于参考点之间水声传播的声速剖面反演

针对海洋声速剖面测量成本高、长期观测困难的难题,文章初步研究了利用水下固定参考点与水面已知位置之间的声信号传播时延来反演海水声速剖面的方法,提出了一种等声速分层模型下的声速剖面反演方法。将海水分层,对声信号传播过程进行建模,推导反演声速的非线性方程组;再利用牛顿迭代法,对非线性方程组进行求解。通过仿真和海试试验数据处理,分层数不同时,反演声速与实际声速之间的误差随着分层数的增加而变小,声速误差最小为0.80 m·s^-1左右,验证了反演方法的有效性与准确性。     

Determination of the thermodynamic properties of liquid ethanol from 193 to 263 K and up to 280 MPa from speed-of-sound measurements

The sound velocity in liquid ethanol has been measured up to 280 MPa and at temperatures between 193 and 263 K, using a phase-comparison, pulse-echo technique operating at 2 MHz. The density, isothermal compressibility, isobaric thermal expansion coefficient, and specific heat have been evaluated from the measured speed of sound starting from the density and specific heat data at 0.1 MPa and making use of a modified computational method originally developed by Davis and Gordon. The derived density data have been used to examine the validity of several empirical equations of state.     

多波束测深中声速剖面的分层EOF自适应重构

在海水性质变化剧烈地区利用重构声速剖面进行多波束测深时,传统的经验正交函数(Empirical Orthogonal Functions,EOF)方法在阶次选取时未顾及声速浅水的复杂性和深水的平稳性的特点。针对传统EOF方法存在计算量大、精度低等问题,给出了一种声速剖面EOF重构中分层阶次的确定方法。根据常梯度声线跟踪计算深度,在满足0.25%倍水深限差的要求下,统计有效波束比,采用自适应方法确定出合理的阶次。实验结果表明,该方法相较于传统EOF重构声速剖面测深的阶次选取方法,降低了运算量,提高了精度。     

聚丙烯腈原丝取向结构的定量表征方法

采用声速法及X射线衍射法对不同拉伸倍数聚丙烯腈原丝的取向结构进行研究。结果表明,声速法测定的聚丙烯腈原丝的取向系数和声模量均随拉伸比的增加而增加。用X射线极角扫描法(反射法)定量求出聚丙烯腈分子链沿拉伸方向的取向分布函数(ODF)及取向系数〈Pn〉,结果表明〈Pn〉随拉伸倍数增加而增加,以近仿射形变理论计算的取向分布q(χ)与实验数据N(χ)有较好吻合,同时确定了与有效形变率λ有关的参数p和q值,以期达到通过控制加工过程中的拉伸倍数从而控制聚丙烯腈原丝取向结构的目的。