Способ измерения физических свойств жидких и газообразных сред

Способ измерения физических свойств жидких и газообразных сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ .СРЕД, заключающийся в том, что возбуждают в исследуемой среде ультразвуковые колебания, освещают среду светойым пучком, направленным нормально относительно оси, вдоль которой распространяются ультразвуковые колебания , измеряют частоту ультразвуковых колебаний и длину световой волны, находят дифракционный максимум п-го порядка, измеряют угол дифракции и определяют скорость распространения ультразвуковых колебаний , отли-чающийся тем, что, с целью повышения информативности , находят дифракциомный максимум нулевого порядка, плавно изменяют частоту возбуждаемых ультразвуковых колебаний, измеряют изменение интенсивности дифракционного максимума нулевого порядка, находят по измеренному изменению ширину резонансной характеристики электроакустического преобразователя и определяют плотность исследуемой среды.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D 6 01 М 29 02

4 опиолник изовгятянии,.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ;ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3456874/25-28 (22) 23.06.82 (46) 30,11,84. Бюп, 11 44 (72) JI.À.Äàâèäîâè÷, Т.Х.Ахмедов, И.И.Киндер и М.Карабаев (71) Отдел теплофизики AH УЗССР (53) 620.179;16(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 1073693, кл. G 01 М 29/00, 1982.

2. Бергман Л. Ультразвук. М., "Иностранная литература", 1957, с.168 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ CBOACTB ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ . СРЕД, заключающийся в том, что возбуж.дают в исследуемой среде ультразвуковые колебания, освещают среду све" талым пучком, направленным нормально относительно оси, вдоль которой

SUÄÄ 1126869 А распространяются ультразвуковые колебания, измеряют частоту ультразвуковых колебаний и длину световой волны, находят дифракционный максимум n-ro порядка, измеряют угол дифракции и определяют скорость распространения ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности, находят дифракциохный максимум нулевого порядка, плавно изменяют частоту возбуждаемых ультразвуковых колебаний, измеряют изменение интенсивности дифракционного максимума нулевого порядка, находят по измеренному изменению ширину резонанс" В ной характеристики электроакустического преобразователя и определяют плотность исследуемой среды. С. которой распространяются ультразвуковые колебания, измеряют частоту ультразвуковых колебаний и длину световой волны, находят дифракционный максимум и-го порядка, измеряют угол дифракции и определяют скорость распространения ультразвуковых колебаний, находят дифракционный мак имум нулевого порядка, плавно изменяют частоту, возбуждаемых ультразвуковых колебаний, измеряют изменение интенсифности дифракционного максимума нулевого порядка, находят по измеренному изменению ширину резонансной характеристики электро— акустического преобразователя и определяют плотность исследуемой среды.

На чертеже представлена схема устройства, реализующая способ измерения физических свойств жидких и газообразных сред.

Устройство содержит акустическую ячейку 1, выполненну;с, например, в виде автоклава высокого давления, анализатор 2 частотных характеристик, например, Х1-48, частотомер 3, Акустическая ячейка 1 содержит электроакустический преобразователь

4, например пьезокварцевую пластину, пружинный лепестковый держатель

5 электроакустического преобразователя 4, гасители 6 ультразвуковых колебаний и оптические окна 7, Устройство, кроме того, содержит источник 8 света, например лазер, систему 9 линз, формирующую световой пучок,фокусирукнцую линзу 10 и фотоэлектрический. датчик 11 расположенный в фокусе линзы 10.

Сущность способа заключается в следующем.

Заполняют акустическую ячейку исследуемой срецой 12, Возбуждают в исследуемой среде 1? ультразвуковые колебания фиксированной частоты посредством электроакустического преобразователя 4, Включают источник

8 света, формируют системой 9 линз световой пучок и освещают им исследуемую среду 12 через оцно иэ опти- . ческих окон 7 нормально относительно оси, вдоль которой распространяются ультразвуковые колебания, Измеряют частоту ультразвуковых колебаний частотомером 3 и длину jl световой волны. Посредством фоку=ирующей линзы 10 и фотоэлектрического датчика

11 регистрируют прошедший через ис40

1 1126869 2

Изобретение относится к ультразву ковой измерительной технике и может быть использовано при определении скорости распространения ультразвуковых колебаний и плотности в иссле5 дуемой среде в различных областях промьппленности, например в химической или нефтехимической, Известен способ измерения физических жидкостей, заключающийся в

,том, что возбуждают ультразвуковые колебания, направляют их под углом к границе исследуемой жидкости, измеряют .коэффициент отражения при наклонном падении, направляют ультразвуковые колебания нормально к границе исследуемой жидкости, измеряют коэффициент отражения при нормальном падении и определяют скорость распространения ультразвуковых колебаний и плотность исследуемой жидкости (1 )

Однако известный способ характеризуется недостаточной точностью измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний из-эа по.грешностей при измерении коэффициентов отражения.

Наиболее близким к изобретению по .технической сущности является

30. способ измерения физических свойств жидких и газообразных сред, заключающийся в том, что возбуждают в исследуемой среде ультразвуковые колебания, освещают среду световым пучком, направленным нормально относительно оси, вдоль которой распространяются . ультразвуковые колебания, измеряют частоту ультразвуковых колебаний и длину .световой волны, находят дифракционный максимум п-го порядка, измеряют угол дифракции и определяют скорость распространения ультразвуковых колебаний 1.2 ) .

Однако известный способ характеризуется недостаточно высокой инфор- 4-" мативностью иэ-за невозможности определения плотности исследуемой среды.

Цель изобретения — повышение информативности, 50

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения физических свойств жидких и газообразных сред, заключающемуся в том, что возбуждают в исследуемой среде 55 ультразвуковые колебания, освещают .среду световым пучком, направленным нормально относительно оси, вдоль

f 11-и с = — ——

2 s1ïe t0 где f — частота ультразвуковых колебаний, Гц; — длина световой волны, м;

" порядок дифракционного максимума; 15

0 - угол между волновым вектором дифрагированного света и волновым фронтом ультразвуковых колебаний— угол дифракции, град; с — скорость распространения ультразвуковых колебаний в исследуемой среде 12 м/с.

Затем находят дифракционный максимум нулевого порядка и посредством анализатора 2 частотных характеристик плавно изменяют частоту возбуждаемых ультразвуковых колебаний в области резонансной частоты f элекЬ троакустического преобразователя 4 и измеряют фотоэлектрическим датчиком 11 и анализатором 2 частотных характеристик изменение интенсивности .дифракционного максимума нулевого порядка в зависимости от частоты ультразвуковых колебаний. Так как интенсивность дифракционного максимума пропорциональна интенсивности ультразвуковых колебаний, то по измеренному изменению интенсивности дифракционного максимума нулевого порядка находят ширину df резонансной характеристики электроакусти20

3 11 следуемую среду 12 дифрагированный ультразвуковыми колебаниями световой пучок и находят дифракционный максимум n-ro порядка. Измеряют угол 8 дифракции и определяют скорость с распространения ультразвуковых колебаний в исследуемой среде 12 по формуле

26869 4 ческого преобразователя 4, например, на уровне 3 дБ. Вследствие того, что пружинный лепестковый держатель

5 обеспечивает двухстороннее акус5 тическое нагружение электроакустического преобразователя 4 на исследуемую среду 12, а гасители 6 — режим бегущей волны, зная скорость, с, распространения ультразвука и плотность yд материала электроакустического преобразователя 4, плотность исследуемой среды !2 определяют по формуле

af 7p

c — скорость распространения ультразвуковых колебаний в материале электроакустического преобразователя 4, l м/с; — резонансная частота электо роакустического преобразователя 4, Гц.

Предлагаемый способ повышает информативность измерения физических свойств жидких и газообразных сред, так как позволяет определить плотность исследуемой среды эа счет операций плавного изменения частоты возбуждаемых ультразвуковых колебаний и нахождения ширины резонансной характеристики электроакустического преобразователя по изменению интенсивности дифракционного максимума нулевого порядка в зависимости от частоты.

1126869

Составитель В.Гондаревский

Техред.Л.й)цвбняк Корректор Л,Обручар едактор С.Тимохина

Филиал ППБ "Патент", г.Узтород, ул.Проектная,4

Ъаказ 8684/33 Тирам 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3)3035, Москва, %"35, Раушская наб., д.4/5