一種氣體聲馳豫吸收譜重建方法的研究

凌云++王曉麗

摘 要：聲波在不同氣體中傳播會產生不同聲弛豫吸收，可以通過提取聲吸收譜的特征參數(shù)去檢測未知氣體的成分和濃度。但目前獲取聲弛豫吸收譜的方法復雜度高，且裝置復雜。本文提出一種重建氣體聲弛豫吸收譜的方法，操作簡單，結果正確，為未知氣體檢測打下基礎。

關鍵詞：氣體聲弛豫 研究背景 重建方法 重建過程與結果

一、氣體聲弛豫吸收研究的背景及意義

當聲波在不同成分和濃度的氣體中傳播時，會產生不同聲弛豫吸收，因此可以利用重建聲弛豫吸收譜并提取譜線的特征參數(shù)，去檢測未知氣體的成分和濃度。這在行星大氣環(huán)境檢測、空氣質量監(jiān)測、工業(yè)中有毒氣體檢測以及火災探測中都有著廣泛的應用價值。

這種利用聲弛豫吸收譜檢測未知氣體的方法的關鍵在于如何獲取聲弛豫吸收譜。目前聲譜的測量是釆用一個（或幾個）頻點的聲傳感器，通過不斷改變壓強進行一系列的測量而獲得一個寬范圍頻率-壓強比來獲得整條聲傳播譜。但是，這一測量方法的裝置十分復雜，且操作復雜度較高，因此該方法無法適應大規(guī)模的實際應用中。因此，我們需要找到一種更好的方法來重建聲吸收譜。

同理，利用本文方法對98%CH4與2%N2混合氣體聲弛豫譜進行重建，結果如圖3所示。圖中可看出，我們得到的聲弛豫吸收譜與Petculescu實驗數(shù)據(jù)趨勢基本一致，幅度接近，再次證明了本文方法的正確性。

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作者簡介：凌云（1986.07-），女，湖南衡陽人，碩士研究生，湖南工學院，講師，研究方向：信號與信息處理，電子設計自動化。endprint