流体中低浓度异质物含量的超声检测原理与应用

目录

第一篇理论部分

第1 章声学基础知识 3

1.1 引言 3

1.2 声波的分类 3

1.2.1 按频率分 3

1.2.2 按波阵面的几何形状分 4

1.2.3 按质点振动情况分 4

1.3 声波的基本物理量 4

1.3.1 声压 4

1.3.2 位移和振速 5

1.3.3 密度和压缩量 5

1.4 理想流体中的三个基本方程 6

1.4.1运动方程(牛顿第二定律应用) 6

1.4.2连续性方程(质量守恒定律应用) 7

1.4.3物态方程(热力学定律应用) 8

1.5 本章小结 9

参考文献 10

第2 章超声在含异质物流体中的传播特性 11

2.1 引言 11

2.2 声波在理想流体中的传播特性 11

2.3 弹性各向同性固体中的声波方程及特性 16

2.4 黏滞流体中的声波方程及特性 17

2.5 悬浮液声波形式的一般表示 18

2.6 含异质物流体中的声波波速 18

2.6.1 理想稀疏悬浮液声波传播声速特性分析 19

2.6.2 一般悬浮液声波传播声速特性分析 21

2.7 时间差分与悬浮液波速关系 24

2.7.1 二元混合气体声时差 24

2.7.2 二元混合液固流体声时差 26

2.8 本章小结 28

参考文献 28

第二篇实验部分

第3 章超声检测流体中低浓度异质物的实验研究 31

3.1 引言 31

3.2 时差与悬浮液浓度关系的实验验证 31

3.3 超声水处理系统与检测实验 35

3.3.1 时差法测量空化效应的原理 35

3.3.2 时差法测量空化效应的实验验证 38

3.3.3 结论 45

3.4 变压器油含水超声检测实验 46

3.5 本章小结 53

参考文献 54

第三篇应用部分

第4 章微量六氟化硫浓度超声检测的应用 59

4.1 引言 59

4.2 六氟化硫浓度超声检测研究 60

4.3 六氟化硫气体超声检测方法和技术手段 61

4.4 六氟化硫超声检测集散式系统的实现 63

4.4.1 系统设计 63

4.4.2 检测结果分析 66

4.5 六氟化硫超声检测集中式系统的实现 68

4.5.1 系统设计 68

4.5.2 检测结果分析 76

4.6 六氟化硫超声检测无线传感器节点设计 78

4.6.1 系统设计 79

4.6.2 无线传感器节点的实现 79

4.6.3 无线传感器节点的检测结果分析 81

4.7 本章小结 83

参考文献 83

第5 章超声水处理系统与检测方法研究 87

5.1 引言 87

5.2 水处理超声电源电路频率参数优化的研究 88

5.2.1 水处理超声电源电路频率参数优化的基础实验与理论研究 88

5.2.2 严格声电条件下超声降解对硝基苯酚的频率效应实验研究 94

5.2.3 频率参数优化研究小结 99

5.3 超声功率源的宽带匹配方法研究 100

5.3.1 宽带阻抗匹配方法研究 101

5.3.2 宽带调谐匹配的设计 112

5.4 超声水处理换能器声强与声空化效应测量方法的研究 115

5.4.1 超声水处理换能器声强测量方法的研究 115

5.4.2 换能器空化效应测量方法的研究 119

5.5 本章小结 124

参考文献 125

第6 章变压器油含水量超声检测应用研究 130

6.1 引言 130

6.2 系统总体实现 131

6.2.1 总体设计方案的论证 131

6.2.2 系统工艺流程总体设计 134

6.3 系统主要组成部分 136

6.3.1 超声乳化 136

6.3.2 冷冻部分 136

6.3.3 伺服电路部分 137

6.3.4 CPLD 超声波检测部分 137

6.4 本章小结 139

参考文献 140

《流体中低浓度异质物含量的超声检测原理与应用》主要从理论、实验和应用三个方面研究了流体中低浓度异质物含量的超声检测原理及相关应用。在前人研究的基础上，合理简化相关条件，推导出适合于实际工程应用情况的理论公式，进而通过三种实验证明公式对于空气中低浓度六氟化硫的含量、超声水处理中水中低浓度空化泡的含量、变压器油中低浓度水的含量的超声检测方法的可行性。《流体中低浓度异质物含量的超声检测原理与应用》共分6 章，第1 章介绍声学基础知识，第2 章系统介绍超声在含异质物流体中的传播特性，第3 章通过实验对理论进行验证研究，第4~6 章分别介绍三个方面的应用研究成果，《流体中低浓度异质物含量的超声检测原理与应用》紧密结合工程实际开展理论研究，内容简明扼要，实用性强。