低气压CO2环境下基于光纤法珀振动传感器的超声声速测试与分析

作者：张景川; 杨晓宁; 王晶; 崔寒茵; 李超

来源：振动与冲击, 2018, 37(08): 172-179.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2018.08.027

• 超声声速
• 低气压CO2环境
• 光纤法珀振动传感器

为了分析超声传感技术在火星大气环境下应用的可行性,提出了一种低气压CO2环境下基于光纤法珀振动传感器的超声声速测试方法,搭建了一套低气压气体超声声速测量试验系统,可实现不同成分(空气、CO2)气体压力从600 Pa1 MPa分阶段可调,并基于光纤法珀振动传感器开展了不同气体组分、不同压力、不同距离下中心频率分别为21,25,34与40 k Hz的高精度声速测量试验,通过理论计算与试验结果表明:膜片式光纤法珀振动传感器在600 PaCO2气体中仍然可以接收到超声信号,在气体温、湿度不变条件下,超声传播速度与压力、频率无关,与气体成分有关;在15℃环境下,各频率超声信号在600 Pa1 MPa气体压力范围内,测量平均声速在CO2环境下为268.79 m/s,低于空气环境的336.18 m/s;获得了15℃,600 PaCO2气体试验条件下,超声传播速度约为271.51 m/s。

• 单位
  中国科学院声学研究所; 声场声信息国家重点实验室; 北京卫星环境工程研究所