[發(fā)明專利]一種基于超聲脈動(dòng)原理測(cè)量顆粒粒徑和濃度的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410238152.5
• 申請(qǐng)日: 2014-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103983549A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇明旭;李永明;蔡小舒;袁安利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/02
• 分類號(hào): G01N15/02;G01N15/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種基于超聲脈動(dòng)原理測(cè)量顆粒粒徑和濃度的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1）、如圖1?所示，用一焦距為F超聲波聚焦換能器，激發(fā)出一束連續(xù)波，在距離其焦距F的位置能量聚焦到最大，焦距處的聚焦聲束直徑???????????????????????????????????????????????，聚焦段處的截面積為，超聲波的發(fā)射和接收超聲換能器距離為L,顆粒平均粒徑為，顆粒的體積濃度為，超聲波接收換能器記錄其入射超聲波強(qiáng)度信號(hào)為E₀，當(dāng)有顆粒通過時(shí)，在一段時(shí)間范圍內(nèi)記錄由超聲波接收換能器測(cè)量隨時(shí)間脈動(dòng)的透過的超聲波強(qiáng)度信號(hào)E（t），由式獲得透過超聲波強(qiáng)度信號(hào)與入射超聲波強(qiáng)度的比值，即聲透比；

2）、接收超聲換能器獲得顆粒通過測(cè)量區(qū)時(shí)的信號(hào)，測(cè)量區(qū)為聚焦點(diǎn)前后2mm的聲束通過區(qū)域，經(jīng)處理得到的聲透比脈動(dòng)信號(hào)和代入的表達(dá)式即可以獲得實(shí)驗(yàn)測(cè)量值，

其中聲透比的期望值：

??

聲透比平方期望值：

????；

3）、根據(jù)公式，經(jīng)過數(shù)值計(jì)算得到特征函數(shù)，?為積分變量，是第一類貝塞爾函數(shù)，是聲強(qiáng)在超聲波聚焦聲束段的分布因子，其值為；

4）、根據(jù)步驟3）得出的數(shù)值計(jì)算結(jié)果作與的函數(shù)曲線，將步驟2）所得實(shí)驗(yàn)測(cè)量值放入函數(shù)曲線上去查找對(duì)應(yīng)的值；

5）、根據(jù)，已知超聲波聚焦聲束直徑即可求出顆粒粒徑，進(jìn)一步根據(jù)公式(5)可得顆粒的體積濃度。