准确测量管道介质声速有助于分析介质的密度和组分,而传统的声速测量方法重复性低、鲁棒性差。为了实现介质声速的准确测量,首先,基于管道一维声波理论推导出线阵列传感器在管道轴向位置的声信号模型,介绍了空气与水的理论声速计算公式...准确测量管道介质声速有助于分析介质的密度和组分,而传统的声速测量方法重复性低、鲁棒性差。为了实现介质声速的准确测量,首先,基于管道一维声波理论推导出线阵列传感器在管道轴向位置的声信号模型,介绍了空气与水的理论声速计算公式以及不同管材、管径和壁厚对声速衰减的影响;其次,采用MUSIC(multiple signal classification)波束形成算法将多通道时域数据转换至波数频率域,呈现出斜率与声速相关的“声学脊”;最后,使用DN50不锈钢管道分别在水和空气流量标准装置上进行声速测量实验,与理论数据相比,水中声速的相对误差为1.61%,重复性为0.45%,空气中声速的相对误差为0.59%,重复性为1.27%。结果表明MUSIC算法可准确测量管道一维声波的介质声速。展开更多
文摘准确测量管道介质声速有助于分析介质的密度和组分,而传统的声速测量方法重复性低、鲁棒性差。为了实现介质声速的准确测量,首先,基于管道一维声波理论推导出线阵列传感器在管道轴向位置的声信号模型,介绍了空气与水的理论声速计算公式以及不同管材、管径和壁厚对声速衰减的影响;其次,采用MUSIC(multiple signal classification)波束形成算法将多通道时域数据转换至波数频率域,呈现出斜率与声速相关的“声学脊”;最后,使用DN50不锈钢管道分别在水和空气流量标准装置上进行声速测量实验,与理论数据相比,水中声速的相对误差为1.61%,重复性为0.45%,空气中声速的相对误差为0.59%,重复性为1.27%。结果表明MUSIC算法可准确测量管道一维声波的介质声速。
