专利汇可以提供一种利用圆柱体散射声压检测悬浮液颗粒含量的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种利用圆柱体散射声压检测悬浮液颗粒含量的方法,包括以下步骤:S01,建立含颗粒悬浮液中的圆柱 体模 型,引入Mcclements模型,得出模型下的入射波 波数 表达式;S02,推导出含泥沙颗粒悬浮液中圆柱体模型下的散射声压表达式;S03,通过 数据处理 软件 仿真得出理论上不同颗粒含量对应的理论散射声压分布;S04,通过仪器设备对圆柱体周围散射声压进行实际测量,向被测圆柱体激发 超 声波 获得实际散射声压分布情况;S05,将实际散射声压分布情况与理论散射声压分布进行对比,根据散射声压分布得到圆柱体周围颗粒含量。本发明提供的一种利用圆柱体散射声压检测悬浮液颗粒含量的方法,具备操作简单和节约时间的优点。,下面是一种利用圆柱体散射声压检测悬浮液颗粒含量的方法专利的具体信息内容。
1.一种利用圆柱体散射声压检测悬浮液颗粒含量的方法,其特征在于:包括以下步骤:
S01,建立含颗粒悬浮液中的圆柱体模型,引入Mcclements模型,得出模型下的入射波波数表达式;
S02,根据圆柱体的散射声压与势函数的关系、圆柱体表面入射波与散射波径向质点速度关系以及波数关系,推导出含泥沙颗粒悬浮液中圆柱体模型下的散射声压表达式;
S03,通过数据处理软件仿真得出理论上不同颗粒含量对应的理论散射声压分布;
S04,通过仪器设备对圆柱体周围散射声压进行实际测量,向被测圆柱体激发超声波获得实际散射声压分布情况;
S05,将实际散射声压分布情况与理论散射声压分布进行对比,根据散射声压分布得到圆柱体周围颗粒含量。
2.根据权利要求1所述的一种利用圆柱体散射声压检测悬浮液颗粒含量的方法,其特征在于:S01中,ECAH模型的表达式如下所示:
其中kl为ECAH模型下声波的复波数, 为颗粒体积含量,k为流体连续相的复波数,An为第n阶超声散射系数矩阵,b为颗粒粒径,i为虚数单位,基于上述波动方程,结合颗粒表面的边界条件,最终通过求解一个6阶的线性方程求得An;
Mcclements模型假定系数矩阵中前两项对波的传播起主导作用,前两项系数A0和A1长波入射情况下的表达式分别为公式(2)和公式(3):
A0=i(kb)3[(ρk'2/ρ'k2)-1]/3-k2bcTρτH(β/ρCb-β'/ρ'Cb')2 (2)
A1=-i(kb)3/3·(ρ-ρ')/{2(ρ-ρ')/[1+3(1+i)δv/2b+3iδv2/2b2]+3ρ} (3)其中,H={1/(1-iz)-τ/τ'.tan(z')/[tan(z')-z']}-1,z=(1+i).b/δt,
β为热膨胀系数,T为绝对温度,τ为导热系数,Cb为定压比热容,η为
粘滞度,δv为粘性集肤深度,δt为热集肤深度,ω为角频率,ρ为密度,c为声速,各个参数加上标‘'’表示离散颗粒相参数,不加上标表示流体连续相参数。
3.根据权利要求4所述的一种利用圆柱体散射声压检测悬浮液颗粒含量的方法,其特征在于:S02中,把入射到圆柱体的平面波pi(r,θ,t)分解为各阶柱面波的叠加,得公式(4)其中,r为散射待测点到圆柱体中心距离,p0为入射波声压幅值,t为时间因子,J0(klr)为第一类零阶贝塞尔函数,Jn(klr)为第一类n阶贝塞尔函数,ω为角频率,θ为散射波角度;
散射波为沿r正方向的波,因此可把散射波用各阶柱面波表示为公式(5):
其中, 为第二类汉克尔函数,
a为圆柱体半径, 为第一类n阶贝塞尔函数的
导数, 为第二类汉克尔函数的导数;
根据圆柱体边界条件,
可得远场散射声压为
4.根据权利要求1所述的一种利用圆柱体散射声压检测悬浮液颗粒含量的方法,其特征在于:S03中,通过有限元仿真软件Matlab软件仿真出理论上不同颗粒含量下的散射声压分布。。
5.根据权利要求4所述的一种利用圆柱体散射声压检测悬浮液颗粒含量的方法,其特征在于:仿真过程中设置的颗粒体积含量为0.6,0.8和1.0。
6.根据权利要求1所述的一种利用圆柱体散射声压检测悬浮液颗粒含量的方法,其特征在于:S04中,所述仪器设备包括超声信号发生器和声压测量仪,所述超声信号发生器从圆柱体的一侧激发超声波,所述声压测量仪从被圆柱体的四周进行信号采集,获取实测散射声压分布。
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