[发明专利]测量外罩内气体压强和/或摩尔质量的方法及测量组件

权利要求书

1.一种测量装有气体(2)的外罩(1)的至少一个物理参数的方 法，所述测量通过声学传感器执行，

所述声学传感器包括至少一个换能器(5)、连接到换能器(5)的 电系统(8)以及用于将换能器(5)接合到外罩(1)的接合层(6)， 所述方法包括步骤：

-利用换能器(5)产生激励声学信号，该激励声学信号在宽的频 带中振动外罩(1)和气体(2)，

-用换能器(5)检测外罩和气体的振动的响应声学信号特性；

-利用电系统(8)分析来自换能器(5)的响应电信号；

所述方法的特征在于，其包括如下步骤，利用电系统(8)：

-测量从换能器(5)得到的所述响应电信号的振幅，以确定气体 (2)的所有共振频率；

-从声学传感器的共振频率组中提取气体的共振频率；

-测量气体的至少两个共振频率之间的间隙；

-基于对所述气体的测量，得到气体中的声波的波速c；

-通过如下公式计算气体的摩尔质量M：

M=γRTc2]]>

其中R为理想气体的常数，T是温度，γ为理想气体的比热率；和 /或

-利用气体中的声波的波速c以及外罩中的气体的实际响应声学 信号X(f)的积分J计算所述气体的压强P，其中X(f)是气体的共振频率 f单独出现并且经过校正的实际曲线，以及换能器(5)、接合层(6) 和外罩(1)的共振频率被去除，J对压强敏感，该压强能够通过校准 来获得。

2.根据权利要求1所述的方法，包括在电系统(8)通过一系列 瞬时脉冲激励换能器(5)的情况下的转换步骤，该转换步骤在频率的 空间内，对来自换能器(5)的瞬时电信号进行傅里叶变换。

3.根据权利要求1所述的方法，包括利用外罩(1)中的气体(2) 的共振频率是周期性的性质的步骤，以提取密闭空间中的气体的共振 频率。

4.根据权利要求1所述的方法，其中

-如果声学传感器包括工作于反射中的单个换能器(5)，气体中的 声波的波速c通过如下得到：

c＝2DΔf

其中D为外罩的内尺寸，并且Δf是气体的两个共振频率之间的间 隙，以及

-如果声学传感器包括工作在传输中的两个换能器(5)，一个换能 器产生朝着外罩(1)传播的声波信号，另一个换能器检测响应声学信 号，气体中的声波的波速c通过如下得到：

c＝DΔf。

5.根据权利要求1到4中任意一项所述的方法，其中积分J通过 如下计算：

J＝∫_FX(f)cos(2πfnT)df

其中T为气体的基本共振周期，n为所选择的谐波的次序，

其中F是声学传感器的灵敏度区域。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述频带宽度为使得产生至 少两个气体共振。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述频带的宽度为使得产生 10个气体共振。