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基于声波衰减的空间气体浓度分布重建

发布时间:2018-11-02 16:07
【摘要】:快速、准确地获取混合气体各组分浓度分布对于实现过程监测、确保系统的安全性、改善系统的效率等方面具有重要意义。基于声波在传播过程中的衰减,包括经典衰减和弛豫衰减,提出了一种二维空间中多元混合气体浓度分布的重建方法,建立了气体浓度分别与声波传播时间及声强衰减之间的耦合模型。在此基础上,提出了一种基于分裂Bregman迭代算法求解该问题。通过声波在几种常用混合气体传播衰减的实测数据,利用该方法实现了单路径混合体浓度的测量;在声波多路径测量方面,通过仿真实验对空间混合气体浓度分布进行了重建。实验测量及数值仿真结果表明,该方法能够较好地重建出气体浓度分布,进而为空间混合气体浓度检测提供了一种新的测量方法。
[Abstract]:It is very important to obtain the concentration distribution of each component of gas mixture quickly and accurately in order to realize the process monitoring, ensure the safety of the system and improve the efficiency of the system. Based on the attenuation of acoustic waves in the process of propagation, including classical attenuation and relaxation attenuation, a method for reconstructing the concentration distribution of multicomponent mixed gases in two-dimensional space is proposed. The coupling model of gas concentration with sound wave propagation time and sound intensity attenuation is established. On this basis, a split Bregman iterative algorithm is proposed to solve the problem. Based on the measured data of sound wave propagation and attenuation in several common mixed gases, the single-path mixture concentration is measured by this method, and the spatial mixed gas concentration distribution is reconstructed by simulation experiments in the aspect of acoustic multipath measurement. The experimental results and numerical simulation results show that the proposed method can reconstruct the gas concentration distribution and thus provide a new measurement method for the spatial mixture gas concentration detection.
【作者单位】: 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(61072005)资助项目
【分类号】:TH83

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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