CO2-空気混合ガスの超音波減衰特性

Translated title of the contribution: Ultrasonic Attenuation in CO2-Air Mixtures

Hiroshi Miyakoshi, Tadao Imai, Kyuro Sasaki

Research output: Contribution to journalArticle

Abstract

This paper describes the ultrasonic attenuations in gas mixtures of CO2 and air to investigate the possibility of a CO2 gas concentration monitor using with the ultrasonic attenuations. Three kinds of ultrasonic transducers (40, 215 and 500 kHz) were used for the measurements. Measurements of the attenuation per unit distance of each ultrasonic wave were carried out by varying the length of a test cell of 26 mm in diameter from 30mm to 150mm. From these fundamental results, the practical gas detection cells were designed and the detection method in order to monitor the CO2 gas concentration was developed. Two 215 kHz ultrasonic transducers were installed on the both sides of the gas detection cell of 4 mm in diameter and 70 mm or 40mm long. The attenuation of 215 kHz ultrasonic is the largest of the three ultrasonics. The ultrasonic waves are sent intermittently from the transducer and are propagated through the cell. The sound pressure of the ultrasonic waves are detected by another transducer on the other side. The peak detected value of the sound pressure in the first receiving waves is decayed sharply by introducing CO2 and air mixtures into the cell compared with air. The relationship between the peak detected value;P1 and CO2 concentration; C (%) is presented.
The summary of the measurements is as follows:
a) The peak detected value of the sound pressure;P1 extremely decreases with increasing CO2 concentration in a range of C=0-20%(Fig. 11).
b) The ratio between the peak detected value of gas mixtures and air P1 may be treated to be independent of temperature (Fig. 13).
c) The peak detected value is comparatively influenced by adding water vapor into the gas mixtures (Fig. 14).
Original languageJapanese
Pages (from-to)51-56
Number of pages6
JournalShigen to sozai
Volume109
Issue number1
DOIs
Publication statusPublished - Jan 1993

Fingerprint

ultrasonics
attenuation
air
transducers
ultrasonic radiation
sound pressure
gas mixtures
cells
gases
water vapor
monitors
temperature

Cite this

CO2-空気混合ガスの超音波減衰特性. / Miyakoshi, Hiroshi; Imai, Tadao; Sasaki, Kyuro.

In: Shigen to sozai, Vol. 109, No. 1, 01.1993, p. 51-56.

Research output: Contribution to journalArticle

Miyakoshi, Hiroshi ; Imai, Tadao ; Sasaki, Kyuro. / CO2-空気混合ガスの超音波減衰特性. In: Shigen to sozai. 1993 ; Vol. 109, No. 1. pp. 51-56.
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doi = "10.2473/shigentosozai.109.51",
language = "Japanese",
volume = "109",
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journal = "Shigen to sozai",
issn = "0916-1740",
number = "1",

}

TY - JOUR

T1 - CO2-空気混合ガスの超音波減衰特性

AU - Miyakoshi, Hiroshi

AU - Imai, Tadao

AU - Sasaki, Kyuro

PY - 1993/1

Y1 - 1993/1

N2 - 本研究は,CO2-空気混合ガスにおける各周波数(40kHz,215kHz,500kHz)での超音波の基本的な減衰特性を実験的に調べ,超音波送受波器を組み込んだ実証的な炭酸ガス濃度検出セルを構成することを目的としたものである。また,実験的に炭酸ガス濃度と超音波の受信音圧との関係を測定した結果,炭酸ガス濃度の増加に従い,超音波の音圧がかなり大きな減衰を示すことが明らかとなった。とくに,ガス濃度が0~20%の範囲で音圧が著しく減少することが確認された。さらに,これを利用したCO2-空気混合ガスの高濃度モニターの可能性について議論した。

AB - 本研究は,CO2-空気混合ガスにおける各周波数(40kHz,215kHz,500kHz)での超音波の基本的な減衰特性を実験的に調べ,超音波送受波器を組み込んだ実証的な炭酸ガス濃度検出セルを構成することを目的としたものである。また,実験的に炭酸ガス濃度と超音波の受信音圧との関係を測定した結果,炭酸ガス濃度の増加に従い,超音波の音圧がかなり大きな減衰を示すことが明らかとなった。とくに,ガス濃度が0~20%の範囲で音圧が著しく減少することが確認された。さらに,これを利用したCO2-空気混合ガスの高濃度モニターの可能性について議論した。

UR - https://www.jstage.jst.go.jp/article/shigentosozai1989/109/1/109_1_51/_article/-char/ja/

U2 - 10.2473/shigentosozai.109.51

DO - 10.2473/shigentosozai.109.51

M3 - 記事

VL - 109

SP - 51

EP - 56

JO - Shigen to sozai

JF - Shigen to sozai

SN - 0916-1740

IS - 1

ER -