基於聲傳播譜的氣體感測原理

內容簡介

人類的日常生活和各種工業生產都不可避免地與各種各樣的氣體密切相關。氣體感測器是感測器中的一個重要類別，也是感測器中品種及數量最龐大的、實用化程度最高的一類。混合氣體中的聲傳播譜，即依賴於聲頻率的聲吸收和聲速頻散譜線，具有隨氣體成分改變而變化的特性。基於聲傳播譜的氣體感測技術，因其可直接獲得氣體分子結構信息的突出優勢，成為當前具有發展潛力的氣體感測技術之一。該氣體感測技術具有線上檢測、無損檢測、快速回響、微低功耗、組成簡單、長時間工作穩定，以及測量精度高等優點，在工業過程控制、職業健康與安全、環境與排放監測等領域有著廣泛的套用前景。本書討論了以下4個問題： ①如何建立多元混合氣體中聲傳播譜的理論預測模型； ②如何定性和定量地分析聲傳播譜與混合氣體成分關係； ③如何避免聲傳播譜傳統測量方法存在需要不斷變化氣體腔體的問題，給出聲傳播譜的實用化測量方法； ④如何利用聲傳播譜進行氣體成分定性和定量檢測。

本書可作為從事氣體分子聲學理論研究和氣體感測機理研究的研究人員及工程技術人員的參考資料。

圖書目錄

第1章緒論

1.1氣體感測技術和超音波感測器概述

1.1.1氣體感測技術

1.1.2超音波感測器

1.2基於聲傳播特性的氣體感測技術

1.3本書的研究意義

1.4本書研究內容和組織結構

1.4.1本書的研究內容

1.4.2本書的組織結構

第2章氣體介質中聲傳播譜的理論基礎

2.1理想氣體中聲傳播的熱力學理論

2.1.1理想氣體

2.1.2理想流體介質中聲傳播的三個基本方程

2.1.3聲波動方程

2.1.4絕熱過程的理想氣體狀態方程

2.2聲波在非理想氣體介質中的吸收和頻散

2.2.1非理想氣體介質中的經典聲吸收

2.2.2非理想氣體介質中的聲弛豫過程

2.2.3氣體分子弛豫吸收理論的發展歷程

2.2.4DL理論模型的存疑

小結

第3章多元混合氣體聲傳播譜的理論預測模型

3.1混合氣體聲經典吸收譜的計算

3.1.1混合氣體黏度係數

3.1.2混合氣體熱傳導係數

3.1.3混合氣體聲經典吸收譜的計算結果

3.2多元可激發混合氣體聲弛豫譜的解析模型

3.2.1單一弛豫過程的唯象理論

3.2.2混合弛豫氣體的有效定體摩爾熱容

3.2.3混合氣體振動弛豫方程

3.2.4碰撞能量轉移機率的求解

3.2.5內外自由度溫度變化率之比的數值解

3.2.6混合氣體聲複合弛豫譜的解析表達式

基於聲傳播譜的氣體感測原理

基本介紹

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