CS240476B1

CS240476B1 - A composition for evaluating an acoustic layer in a liquid environment

Info

Publication number: CS240476B1
Application number: CS845082A
Authority: CS
Inventors: Ivan Haban
Original assignee: Ivan Haban
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1984-07-02
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS508284A1

Abstract

Usporiadanie sa týká riešenia přípravku na vyhodnocovanie akustického póla v kvapalnom prostředí. Podstata spočívá v tom, že vyhodnocovacia folia je v základnej doske uchytená pevne rozoberatefne kolmo na zdroj akustického vlnenia. Steny vyhodnocovacej fólie sú od seba vzdialené v pravidelných rozstupkoch.The arrangement relates to a solution for a device for evaluating an acoustic pole in a liquid environment. The essence is that the evaluation foil is fixed firmly and dismountably in the base plate perpendicular to the source of acoustic waves. The walls of the evaluation foil are spaced apart at regular intervals.

Description

Vynález sa týká přípravku na vyhodnocovanie akustického póla v kvapalnom prostředí.The invention relates to a device for evaluating an acoustic pole in a liquid environment.

Doteraz je známy a používaný sposob vyhodnocovania akustického póla v kvapalinách, ktorý spočívá na mechanických účinkoch Ikavitácie, kedy dochádza ku kavitačnému úheru predom zváženého napnutého kotúča hllníkovej fólie v přípravku za konstantně j expozície v akustickom poli v kvapalnom prostředí. Napnutý kotúč hllníkovej fólie v přípravku je počas merania v kolmom smere k šíriacim sa akustickým Ikmitom. Z rozdielu hmotnosti před a po kavltačnom úbere sa vypočítává potom kavitačný úber, predstavujúci koncentráciu akustického póla v kvapalnom prostředí. Uvedený spůsob vyhodnocovania akustického póla zaznamenává len miesto působenie kavitácie. K vytvoreniu celkového obrazu je potřebné vykonat celu radu meraní v různých výškách Ikvapalného prostredia a na různých miestach vane. Nevýhodou tohoto spůsobu vyhodnocovania je jeho zdlhavosť a nepřesnost.Up to now, a method of evaluating the acoustic pole in liquids is known and used, which is based on the mechanical effects of cavitation, when a cavitation impact occurs on a pre-weighed stretched aluminum foil disc in a device under constant exposure to an acoustic field in a liquid environment. The stretched aluminum foil disc in the device is in a perpendicular direction to the propagating acoustic waves during the measurement. From the difference in weight before and after the cavitation impact, the cavitation impact is then calculated, representing the concentration of the acoustic pole in the liquid environment. The above method of evaluating the acoustic pole records only the location of the cavitation effect. To create an overall picture, it is necessary to perform a whole series of measurements at different heights of the liquid environment and at different locations in the bath. The disadvantage of this method of evaluation is its timeliness and inaccuracy.

Je známy aj spůsob sonochemický využívajúci chemických účinkov kavltácie. U tohoto spůsobu ide v prvej fáze o rozklad vodného roztoku chloridu uhličitého a jodidu draselného akustickým polom, za vzniku chlóru, ktorý v ďalšej reakcii uvolňuje z přítomného jodidu draselného jód, ktorý tvoří farebné roztoky. Spojením týchto dvoch reakcii sa výdatnosť volného jódu zvýši až lSIkrát a tým i farebnosť roztokov, v ktorých je možné volný jód stanovovat kolorimetricky. Nevýhodou tohoto spůsobu vyhodnocovania akustického póla je, že si vyžaduje dlhú časovú dobu na přípravu reagenčných roztokov, je zdlhavý, prácny a málo citlivý. Rozsah merania je obmedzený len na určité vymedzené pásmo, kedy křivka vyhrčeného množstva jódu v závislosti na extinkcii vykazuje přibližné lineárnu závislost. Pri vyšších výkonoch nepodává spůsob hodnověrné výsledky.A sonochemical method using the chemical effects of cavitation is also known. In this method, the first phase involves the decomposition of an aqueous solution of carbon tetrachloride and potassium iodide by an acoustic field, with the formation of chlorine, which in the next reaction releases iodine from the potassium iodide present, which forms colored solutions. By combining these two reactions, the yield of free iodine increases up to lSI times and thus the color of solutions in which free iodine can be determined colorimetrically. The disadvantage of this method of evaluating the acoustic field is that it requires a long time for the preparation of reagent solutions, it is lengthy, laborious and not very sensitive. The measurement range is limited only to a certain defined range, when the curve of the released amount of iodine depending on the extinction shows an approximately linear dependence. At higher powers, the method does not provide reliable results.

Vyššie uvedené nevýhody zmierňuje prípravok na vyhodnocovanie akustického' póla v kvapalnom prostředí podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že vyhodnocovacia folia je v držiaku uchytená pevne rozoberateilne kolmo na zdroj akustického vlnenia. Jednotlivé steny vyhodnocovacej fólie sú od seba vzdlálené v pravidelných rozstupoch. Podstatou vynálezu je aj to, že vyhodnocovacia fůlia je v tvare dosiek. Do podstaty vynálezu patří aj to, že vyhodnocovacia folia je v tvare písmena U. Podstatu vynálezu tvoří i to, že vyhodnocovacia folia je stočená v tvare vlnovky.The above-mentioned disadvantages are mitigated by the device for evaluating the acoustic pole in a liquid environment according to the invention, the essence of which is that the evaluation foil is firmly and removably fixed in the holder perpendicular to the source of acoustic waves. The individual walls of the evaluation foil are spaced apart at regular intervals. The essence of the invention is also that the evaluation foil is in the shape of plates. The essence of the invention also includes that the evaluation foil is in the shape of the letter U. The essence of the invention also includes that the evaluation foil is rolled up in the shape of a wave.

Prípravkom na vyhodnocovanie akustického póla v kvapalnom prostředí sa docie11 vyhodnocovanie akustického póla v celom objeme kvapaliny jedným meraním, čím sa získá ceilý obraz o kavitačných pomeroch v celom priestore vane, čo je patrné už z vizuálneho posúdenia zkavitovanej vyhodnocovacej fólie. Výhodou je aj to, že pri meraní v různých ultrazvukových vaniach sa nemusí používat konštantná éxpozícia ultrazvuku. Kavitačný úber je možné přepočítat na inú expozičnú dobu, ako bola původná, čo umožňuje tá skutočnosť, že křivka kavitačného uberu má ílineárny priebeh v závislosti so stúpajúcim expozičným časom. Zkavitovanú vyhodnocovaciu foliu možno tiež rozstřiháť na jednotlivé časti a tak ju vyhodnocovat podlá jednotlivých pásiem.The device for evaluating the acoustic pole in a liquid environment achieves the evaluation of the acoustic pole in the entire volume of the liquid in a single measurement, thereby obtaining a complete picture of the cavitation conditions in the entire space of the bath, which is already evident from the visual assessment of the cavitated evaluation foil. Another advantage is that when measuring in various ultrasonic baths, constant ultrasound exposure does not have to be used. The cavitation loss can be recalculated for a different exposure time than the original one, which is made possible by the fact that the cavitation loss curve has a linear course with increasing exposure time. The cavitated evaluation foil can also be cut into individual parts and thus evaluated according to individual bands.

Na připojených výkresoch je znázorněné příkladné riešenie přípravku na vyhodnocovanie akustického póla v kvapalnom prostředí a tri různé tvary vyhodnocovacej fólie, ikde na obr. 1 je nakreslený prípravok v axonometrickom pohlade, na obr. 2 je nakreslený prípravok v řeze, na obr. 3 je nakreslený celkový pohlad na prípravok v ultrazvukovej váni, na obr. 4 je schematicky nakreslená došková vyhodnocovacia folia v půdoryse, na obr. 5 je nakreslená v půdoryse schematicky vyhodnocovacia folia v tvare písmena U a na obr. 6 je nakreslená schématicky vyhodnocovacia folia v půdoryse v tvare vlnovky.The attached drawings show an exemplary solution of a device for evaluating an acoustic pole in a liquid environment and three different shapes of the evaluation foil, where Fig. 1 shows the device in axonometric view, Fig. 2 shows the device in section, Fig. 3 shows an overall view of the device in an ultrasonic bath, Fig. 4 shows a schematic plan view of a thatched evaluation foil, Fig. 5 shows a schematic plan view of a U-shaped evaluation foil, and Fig. 6 shows a schematic plan view of a wavy evaluation foil.

Prípravok na vyhodnocovanie akustického póla v kvapalnom prostředí pozostáva zo základnej došky 6, na ktorej hornej ploché je pevne uchytená stopka 13. Na dolnej ploché základnej došky 6 sú po dvoch stranách šachovnicovito pevne zaskrutkované nosné válce 3 pozostáivajúce zo základnej časti 4 a z nosnej časti 5. Na eboch koncoch základnej došky 6 na dolnej ploché sú prostredníctvom skrutiek 9 a křídlových matiek 8 prestavitelne uložené v drážkách 7 svorky 2. Na nosných vailcoch 3, je navinutá vyhodnocovacia fólia 1, ktorej konce sú uchytená v svorkách 2 medzi gumovými podložkami 10 prostredníctvom skrutiek 9 a křídlových matiek 8. Vyhodnocovacia fólia 1 po navinutí ná nosné válce 3 má tvar vlnovky. V základnej doske 6 sú vo vedení 12 pevne prestavitelne uchytené tri vymedzovacie tyčky 11 vyčnievajúce pod úroveň vyhodnocovacej fólie 1. Vyhodnocovacia fólia 1 může mať aj tvar dosiek, alebo písmen U.The device for evaluating the acoustic pole in a liquid environment consists of a base plate 6, on the upper surface of which a stem 13 is firmly attached. On the lower surface of the base plate 6, on two sides, in a checkerboard pattern, are firmly screwed supporting cylinders 3 consisting of a base part 4 and a supporting part 5. At both ends of the base plate 6 on the lower surface, clamps 2 are adjustable in grooves 7 by means of screws 9 and wing nuts 8. On the supporting cylinders 3, an evaluation foil 1 is wound, the ends of which are fastened in clamps 2 between rubber washers 10 by means of screws 9 and wing nuts 8. The evaluation foil 1 after being wound onto the supporting cylinders 3 has the shape of a wave. In the base plate 6, three delimiting rods 11 are firmly and adjustably mounted in the guide 12, projecting below the level of the evaluation foil 1. The evaluation foil 1 may also have the shape of plates or letters U.

Před započetím ivyhodnocovania sa vyskrutkujú nosné časti 5 nosných valcov 3. Prípravok na vyhodnocovanie akustického póla v kvapalnom prostředí sa ponoří vyhodnocovacou fóliou 1 do vane 15 na doraz vymedzovacích tyčlelk 11, naplnenej vodou 18, pričom na dne vane 15 je umiestnený měnič 14 připojený na generátor 16 spojený so stabilizačným zdrojom striedavého nap&tia 17. Stopka 13 přípravku sa upne do držiaka 19 uchyteného na stojane 20 a vymedzovacie tyčky 11 sa vytiahnu.Before starting the evaluation, the supporting parts 5 of the supporting cylinders 3 are unscrewed. The device for evaluating the acoustic pole in a liquid environment is immersed with the evaluation foil 1 into the tub 15 to the stop of the limiting rods 11, filled with water 18, while at the bottom of the tub 15 there is a converter 14 connected to a generator 16 connected to a stabilizing AC voltage source 17. The shank 13 of the device is clamped into the holder 19 mounted on the stand 20 and the limiting rods 11 are pulled out.

Vyhodnocovanie akustického póla sa vykonávalo prípravkom, ktorého vyhodnocovacia fólia 1 bola hliníková o šírke 95 mm a hrúbke 0,025 mm. Měnič 14 má rozměry kmitajúcej plochy 148 X 192 ,mm, bol napájaný výkonom 1160 W a pracoval na frekvencii 22,14 kHz, pričom výška hladiny vody 60 ^qC teplej vo váni 15 bola 87 mm, čo činilo 5. —— uvedenej frekvencie. Vyhodnocovanie sa vykonávalo v odplynenej vodě prevádzkou ultrazvuku na dobu 20 až 30 minút. Vyhodnocovacia fólia 1 použitá k tomuto účelu mala dížku 1950 mm a bola navinutá na základnej doske 6 o rozmeroch 148 X 180'mm. Vzdialenosť medzi rovnoběžnými pásmi vyhodnocovacej fóilie 1 bola 15 mm. Vyhodnocovacia fólia 1 je od dna meniča 14 vzdialená 10 mm. Pretože vyhodnocovacia fólia 1 nemá na všetkých miestaeh konšitantnú hrůbku, vykazujú jednotlivé jej navážky určité odchýlky. Preto sa hmotnost a uber vyhodnocovacej fólie 1 přepočítávali na hodnotu, ktorá představuje aritmetický priemer z hmotnosti desaf návažkov vyhodnocovacej fólie 1.The evaluation of the acoustic pole was carried out by a device whose evaluation foil 1 was made of aluminum with a width of 95 mm and a thickness of 0.025 mm. The transducer 14 has the dimensions of the vibrating surface 148 X 192 mm, was powered by a power of 1160 W and operated at a frequency of 22.14 kHz, while the height of the water level of 60 ^° C warm in the bath 15 was 87 mm, which was 5. —— of the stated frequency. The evaluation was carried out in degassed water by operating the ultrasound for a period of 20 to 30 minutes. The evaluation foil 1 used for this purpose had a length of 1950 mm and was wound on a base plate 6 with dimensions of 148 X 180'mm. The distance between the parallel strips of the evaluation foil 1 was 15 mm. The evaluation foil 1 is 10 mm away from the bottom of the transducer 14. Since the evaluation foil 1 does not have a constant thickness at all points, its individual weighings show certain deviations. Therefore, the weight and the weight of the evaluation foil 1 were converted to a value that represents the arithmetic mean of the weight of ten weighings of the evaluation foil 1.

Priemerná váha vyhodnocovacej fólie 1 je 11,0046 g. Pri testovaní meniča sa vyhodnocovacia fólia 1 vo váni 15 vystavila kavitačným účinkom na dobu 180 sec. Kavitačný úber vyhodnocovacej fólie 1 počas tejto expozície činil 0,6947 g. Návažok vyhodnocovacej fólie je 10,8086 g.The average weight of the evaluation foil 1 is 11.0046 g. When testing the converter, the evaluation foil 1 was exposed to cavitation effects in the bath 15 for a period of 180 seconds. The cavitation loss of the evaluation foil 1 during this exposure was 0.6947 g. The weight of the evaluation foil is 10.8086 g.

'Přepočet reálného uberu vyhodnocovacej fólie 1 na ideálny:'Conversion of the real uber of the evaluation film 1 to the ideal:

195,0 cm. 7,7 cm = 1501,5 cm^195.0 cm. 7.7 cm = 1501.5 cm^

195,0 cm . 9,5 cm = 1852,5 cm² ponořená plocha vyhodnocovacej fólie 1 celková plocha vyhodnocovacej fólie 1.195.0 cm. 9.5 cm = 1852.5 cm ² immersed area of evaluation foil 1 total area of evaluation foil 1.

^M 1852,5crn.... 11,0046 g' ^M 1852.5crn.... 11.0046 g' 'l852_t5cn?. ...10, 'l852 _t 5cn?. ...10, 15O1_t5ciri,,.. X 15O1 _t 5ciri,,.. X 2. 1501,5cm. .... 2. 1501.5cm. ....

x = 8,9195½ *1 = 8,7607gx = 8.9195½ *1 = 8.7607g

8,76O7_&.....O,6974_ÁT8.76O7 _& .....O.6974 _Á T

8,9195 *;> - O,7O73g8.9195 *;> - O.7O73g

X2 = úber vyhodnocovacej fólie přepočítaný na ideálny (priemerný) jej návažok.X2 = removal of the evaluation foil converted to its ideal (average) weight.

Claims

SUBJECT

An apparatus for evaluating an acoustic pole in a liquid medium comprising a base plate and an evaluation film, characterized in that the evaluation film (1j is fixed in the base plate (6) firmly detachable perpendicularly to the acoustic wave source, the individual walls of the evaluation film (1j being spaced apart at regular intervals.

The preparation is operated with an accuracy of 8.2% of the mean square error.

INVENTION

2. The device according to claim 1, characterized in that the evaluation film (11) is in the form of plates.

3. Preparation according to claim 1, characterized in that the evaluation film (lj is U-shaped).

4. The device according to claim 1, characterized in that the evaluation film (1) is wavy.