高密度流体声速测量中脉冲回波传播时间的测定

作者：张凯; 武多多; 刘强; 彭越; 杨震; 段远源^*

来源：化工进展, 2020, 39(04): 1219-1226.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1170

• 热力学性质
• 声速
• 测量
• 实验验证
• 脉冲回波
• 传播时间

液相及超临界区声速是流体重要的热力学性质,是状态方程建立及工程应用的必要基础。双反射脉冲回波技术是实现飞行时间法精密测量高密度流体声速最重要的手段,脉冲回波信号传播时间的准确测定是精确测量流体声速的前提。本文研制了双反射脉冲回波技术测量液相及超临界高密度流体声速的实验系统。通过基于傅里叶变换的数字带通滤波显著提高了脉冲回波信号的信噪比;探讨了峰峰值、Hilbert包络线以及相关分析确定脉冲回波传播时间的方法,并通过液态纯水声速实验对脉冲回波传播时间测量方法进行了对比验证。结果表明,峰峰值和Hilbert包络线方法受到脉冲回波信号波形特征的影响较大,声速测量结果最大偏差可达0.5%;相关分析方法的测量结果精度最高,获得的纯水液相声速与国际标准状态方程(IAPWS—95)计算结果的偏差在0.05%以内。本研究可为双反射脉冲回波技术精确测量液相及超临界高密度流体声速提供技术支撑。

• 单位
  清华大学; 中国石油大学（北京）; 油气资源与探测国家重点实验室