【摘要】：懸移質(zhì)的粒徑分布是天然水體檢測(cè)中的主要參數(shù)之一。水情研究、水資源利用和管理、水域土地規(guī)劃、水利工程的建設(shè)和維護(hù)等眾多天然水體檢測(cè)相關(guān)領(lǐng)域都對(duì)懸移質(zhì)粒徑的準(zhǔn)確計(jì)量提出了較高的要求。以超聲波傳播的衰減效應(yīng)為基本原理,本文提出了一種基于聚焦式超聲波換能器的懸移質(zhì)粒徑分布測(cè)量方法,結(jié)合人工蜂群反演算法對(duì)三種不同分布的懸移泥沙的粒徑分布進(jìn)行了研究。主要完成工作有:(1)提出了一種聚焦聲場(chǎng)下的超聲波懸移質(zhì)粒徑分布測(cè)量方法。設(shè)計(jì)并加工了一種球面自聚焦的超聲波換能器,并以此為核心器件搭建了超聲波衰減實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件確定了篩分法作為對(duì)照方法,相應(yīng)地,設(shè)計(jì)了對(duì)照方法的實(shí)驗(yàn)方案。(2)基于超聲波衰減效應(yīng),在已搭建的實(shí)驗(yàn)裝置上開(kāi)展了超聲波衰減實(shí)驗(yàn)。利用篩分法獲得三組不同粒徑分布的樣本A、B、C,并在不同的超聲波頻率下進(jìn)行超聲實(shí)驗(yàn)。采用適當(dāng)分解層數(shù)的小波變換提高超聲波衰減反饋波形的信噪比,結(jié)合傅里葉變換提取三個(gè)回波信號(hào)的幅值,經(jīng)計(jì)算獲得了三個(gè)樣本不同頻率下實(shí)驗(yàn)衰減系數(shù)。(3)以ECAH模型為理論模型,結(jié)合超聲波衰減實(shí)驗(yàn)所得的衰減系數(shù),根據(jù)人工蜂群算法反演得到三個(gè)樣本的粒徑分布值。通過(guò)與篩分法的粒徑分布結(jié)果對(duì)比,在本文的實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)樣本A、B和C的最大相對(duì)誤差小于35%,平均相對(duì)誤差在±1%以內(nèi),樣本均值誤差在不高于6%,D_(50)和D_(90)的相對(duì)誤差分別在±5%和±9%以內(nèi)。表明本文所提出的方法在特定頻率和粒徑范圍內(nèi)對(duì)懸移質(zhì)粒徑分布測(cè)量具有相對(duì)理想的測(cè)量效果。
【圖文】：

中國(guó)計(jì)量大學(xué)碩士學(xué)位論文率 f：828 kHz、829 kHz；抗頻率 fm：25792 kHz、25538 kHz；抗頻率 fn：25792 kHz、25538 kHz；合系數(shù) kp：0.533、0.559；：25510 Pf、25990 Pf。組先前的研究成果證明，聚焦式換能器的一發(fā)產(chǎn)生的回波波形清晰完整，且衰減現(xiàn)象更明顯測(cè)量實(shí)驗(yàn)。由于在一發(fā)一收式的情況下，在焦播形成發(fā)散性聲束再被接收換能器接收，兩個(gè)。由壓電陶瓷片的尺寸數(shù)據(jù)可以計(jì)算出，理想78cm 時(shí)，發(fā)射換能器發(fā)出的所有聲波恰好被接工方便性考慮，，本實(shí)驗(yàn)將兩個(gè)換能器分別安 1 70mm、壁厚為 10mm 的有機(jī)玻璃水槽上相方式如圖 3.4 所示。

實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB55;TV149

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本文編號(hào)：2641237