HUT52624A - Device and method for measuring parameters of liquids - Google Patents
Device and method for measuring parameters of liquids Download PDFInfo
- Publication number
- HUT52624A HUT52624A HU885901A HU590188A HUT52624A HU T52624 A HUT52624 A HU T52624A HU 885901 A HU885901 A HU 885901A HU 590188 A HU590188 A HU 590188A HU T52624 A HUT52624 A HU T52624A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- transmitter
- acoustic cavity
- oscillator
- current
- coil
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2412—Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/022—Fluid sensors based on microsensors, e.g. quartz crystal-microbalance [QCM], surface acoustic wave [SAW] devices, tuning forks, cantilevers, flexural plate wave [FPW] devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/036—Analysing fluids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02818—Density, viscosity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
- G01N2291/0421—Longitudinal waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
- G01N2291/0422—Shear waves, transverse waves, horizontally polarised waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
A találmány lényege az, hogy a vizsgálandó folyadékkal kapcsolódó akusztikus üreggel (19) van ellátva, amely akusztikus üreg (19) falának legalább egy része villamosán vezető és az akusztikus üregben terjedő hanghullámokat is érzékelő távadót képez, tartalmaz továbbá a berendezés elektromágneses csatolóelemeket a vizsgálandó folyadékban rezgő mozgás gerjesztésére és érzékelésére, az elektromágneses csatolóelemek egyike induktív tekercs (12), amely távadóval kölcsönhatásban van elhelyezve, tartozik még a berendezéshez a távadónál mágneses erőteret létrehozó elem, és el van látva egy oszcillátorral (52), amely oszcillátor kimenete az induktív tekerccsel (12) együtt az induktív tekercsben folyó áram mérésére szolgáló erősítőhöz (54) van csatlakoztatva.
A találmány tárgya továbbá eljárás mikroorganizmusokat vagy egyéb biológiai részecskéket tartalmazó közeg jellemzőinek a meghatározására.
Az eljárás lényege az, hogy a mintát olyan akusztikus üregbe vezetjük, amely legalább részben merev és villamosán vezető
távadóval van körülvéve, a távadót mágneses erőtérbe helyezzük, a távadóban áramot hozunk létre, és mérjük a mintában a hanghullám terjedését, a távadóban hanghullám terjedése következtében keletkező indukált áramot kijelezzük, és ebből határozzuk meg a vizsgálandó folyadék kívánt paraméterét.
Képviselő:
Danubia Szabadalmi és Védjegy Iroda Kft.
KÖZZÉTÉTELI PÉLDÁNY
Budapest
6z V'
BERENDEZÉS ÉS ELJÁRÁS FOLYADÉKOK PARAMÉTEREINEK MÉRÉSÉRE
Public Health Laboratory Service Board, London, Nagybritannia
Feltalálók:
ZAMAN-FARAHANI Freidoun, Andover, Hampshire,
CLARKÉ Dávid John, Salisbury, Wiltshire,
Nagybritannia u
•Nemz&tkÖS^ bejelentés napja: 1988. 09. 30.
Elsőbbsége: 1987. 10. 02. (8723148) Nagybritannia
Nemzetközi bejelentés száma: PCT/GB88/00802
Nemzetközi közzététel száma: W089/03035
A találmány tárgya berendezés és eljárás folyadékok paramétereinek mérésére, elsősorban pedig a folyadékban lévő mikro
- 2 organizmusok és egyéb biológiai részecskék mennyiségének meghatározására.
A találmánnyal egy olyan berendezést kívántunk létrehozni, amely egyszerű kialakítású, robusztus felépítésű megbízható, és könnyen kezelhető. Egy ilyen berendezés különösen fontos és jól alkalmazható biológiai reaktorokban vagy hasonló eljárásokat megvalósító rendszerekben.
A találmány szerinti berendezés és eljárás kidolgozásánál a folyadékoknak azon tulajdonságaiból indultunk ki, hogy ha valamilyen módon gerjesztjük, úgy a mért paraméterekből a folyadék különböző jellemzőire is következtetni lehet. A találmány szerinti berendezésnél akusztikus üreget alakítottunk ki, amelybe a vizsgálandó folyadék van vezetve. Az elrendezéshez tartozik még legalább egy villamosán vezető távadó, amely az akusztikus üreg falát vagy annak legalább egy részét kéepzi, és úgy van kialakítva, hogy a távadónak a rezgését az üregben terjedő hanghullámok valamilyen formában befolyásolják. Ugyancsak tartozik az elrendezéshez egy elektromágneses csatolóelem, amellyel a rezgéseket létrehozzuk, illetőleg a rezgések frekvenciáját és amplitúdóját mérjük, amely elektromágneses csatolóelem, célszerűen induktív tekercs, amely a távadóhoz vagy távadókhoz van csatlakoztatva. Ugyancsak tartozik az elrendezéshez a távadóknál megfelelő mágneses térerőt létrehozó elem, valamint oszcillátor, amely az induktív tekercsben az áramot létrehozza, illetőleg amelynek segítségével az indultiv tekercsben létrehozott áram frekvenciáját változtatni lehet, valamint el van látva az elrendezés még egy, az induktív tekercsekben folyó áram mérésére szolgáló esz közzel is.
• ·
- 3 Előnyös a találmány azon kiviteli alakja, ahol a távadó hengeres formájúra van kiképezve, és az akusztikus üreget a távadó hengeres felületének a belső része határolja.
A hengeres távadó elem körül azzal koaxiálisán elhelyezhető egy visszaverő henger is, és ebben az esetben az akusztikus üreget a két henger közötti körgyűrű alakú tér képezi.
Kialakítható a találmány természetesen úgy is, hogy a távadó egy sik elemként van kialakítva.
Ugyancsak a találmány tárgyát képezi eljárás a folyadékban és szuszpenziókban lévő biológiai anyagok vagy mikroorganizmusok mennyiségének illetőleg paramétereinek a meghatározására, amely eljárás során a vizsgálandó mintát egy olyan akusztikus üregbe helyezzük el, amely legalább részben merev villamosán vezető távadóval van körülvéve, ezt a távadót mágneses erőtérbe helyezzük, benne áramot indukálunk és az áramot olymódon indukáljuk, hogy az akusztikus üregben rezgés jöjjön létre, az indukált áramot és a távadó áramát kijelezzük, és ebből határozzuk meg a kívánt paramétert illetőleg a folyadék valamilyen tulajdonságát.
A találmány szerinti berendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben, aholis az
1. ábrán vázlatosan az ismert megoldás van feltüntetve, a
2. ábrán a találmány egy példakénti kiviteli alakjának részben kitört térbeli rajza látható, a
3. ábrán a találmány szerinti berendezéshez tartozó jelfeldolgozó egység egy példakénti kiviteli alakja látható, a
4. ábrán a 3. ábrán bemutatott jelfeldolgozó egység egyes rész- elemein mérhető jelalak látható, az
5. ábrán a találmány egy további példakénti kiviteli alakja látható, amely a 2. ábrán bemutatott kiviteli alak egy változata, a
6., 7. és 8. ábrákon pedig a találámny egy további példakénti kiviteli alakja látható térbeli rajzon ábrázolva.
Mielőtt a találmány szerinti eljárást illetőleg berendezést részletesebben ismertetnénk, célszerűnek tartjuk, hogy a találmány jobb megértése céljából az ismert megoldásokat, amely a találmány felismerésének az alapjául szolgált, kissé részletesebben ismertessük. Ez az ismert megoldás elsősorban fémeknek a vizsgálatára szolgál, aholis a fém felületén hanghullámokat hozunk létre, és ezeket megfelelően kijelezzük és mérjük.
Az 1. ábrán látható tehát egy fém minta, amelyhez tartozik egy T adótekercs és egy R vevőtekercs, amelyek a fém felületen egymástól adott távolságra vannak elhelyezve. Az 1. ábrán látható a B mágneses indukció, amely tangenciális irányú, adott esetben persze a B mágneses indukció lehet olyan is, hogy a vizsgált felületre merőleges. A T adótekercsben létrehozott váltakozó áram a minta felületén örvényáramokat hoz létre, és ezek az örvényáramok a mágneses térerő hatására tovább terjednek a minta felületén mint hanghullámok. Ezek a tovább terjedő felületi hanghullámok a a R vevőtekercsben érzékelhetők és mérhetők, olymódon, hogy a mágneses térerő hatására R vevőtekercsben indukálódott feszültséget mérjük.
Ezt a jelenséget először 1939-ben írták le PHYS.REV. 56. füzetében a 346. oldalon, és 1979-ben W.P. Mason a Physical Acoustics 14. kötetében ismételten irt erről. Ennek az eljárásnak hátránya, hogy a csatolásnak a mérétéke az adótekercs és a • ·
- 5 vevőtekercs között elég kicsi, és ilymódon elsősorban olyan területeken alkalmazták, ahol más megoldással nem lehetett a paramétereket megmérni, igy például fémeknek a vizsgálatánál, ahol például túl magas volt a hőmérséklet, és igy az egyéb kerámia és kristálytávadók nem voltak elhelyezhetők. Tipikusan ezt az eljárást a nem roncsolásos anyagvizsgálatnál alkalmazták, vagy forró fémbélyegek minőségvizsgálatánál. A kis hatások következtében azonban rövid ideig tartó igen nagy áramimpulzusokat kellett az adótekercsben létrehozni ahhoz, hogy érzékelhető jel legyen a vevőtekercsben. Egy ilyen berendezés értelemszerűen rendkívül nagy volt, költséges és pontos mérésre alkalmatlan.
A találmányunk azon a felismerésen alapult, hogy ha ezt a fajta mérési módszert illetőleg mérési elvet folyadékokban használjuk úgy, hogy ultrahang tartományba eső elektromágneses hullámokat hozunk létre a vizsgálandó anyagban, akkor ez az eljárás kissé módosítva alkalmas lehet szuszpenziókban és folyékony közegekben lévő baktériumok koncentrációjának a meghatározására is.
A 2. ábrán látható a találmány egy példakénti kiviteli alakja, amely tartalmaz egy 10 fémcsövet, amely fémcsőben van a vizsgálandó szuszpenzió, a 10 fémcső körül 12 tekercs van elrendezve célszerűen rézhuzalból, és úgy, hogy a 12 tekercs és a 10 cső között kis légrés is hagyva van. A 12 tekercs egymással szemben lévő két végén két gyűrűalakú 14 mágnes van elrendezve úgy, hogy a 14 mágneseknek ellentétes pólúsú végei vannak egymással szemben. Ez a két 14 mágnes a 10 fémcső tengelyével párhuzamos mágneses térerőt hoz létre annak a külső felületén. A 12 tekercs és a gyűrűalakú 14 mágnesek 16 védőhüvellyel vannak borítva. A dott esetben a 10 fémcsőnek a belső felülete még további bori • · • · · ·
- 6 tással is ellátható, feltéve persze hogy ez a borítás a hangenergia terjedését a 10 fémcső falán nem fogja kedvezőtlenül befolyásolni.
Ha a 12 tekercsbe váltakozó áramot vezetünk úgy, ahogy erre már utaltunk is, a 10 fémcsőben örvényáram jön létre, és ez az örvényáram a 10 fémcső külső felületén a tengelye körül fog áramlani. Az indukált áram J áramsűrűsége V x H-val lesz arányos, ahol H a mágneses térerő. A statikus B mágneses indukció jelenléte következtében a 3 x B erő, amely a Lorentz-féle erő, a fém ionrácsai között csatolást hoz létre, és a 10 fémcső tengelye mentén illetőleg tengelyirányba a mintán keresztül áram és kompressziós hanghullám terjed tovább. Érthető az is, hogyha a fordított esetet vizsgáljuk, nevezetesen hanghullámokat hozunk létre a 10 fémcsőben, úgy az áramot fog létrehozni a 12 tekercsben. Ez az áram a mintára vonatkozó információtartalommal rendelkezik, kijelezhető és analizálható.
Ahogyan arra már a bevezetőben is utaltunk, az elektromágneses illetőleg akusztikus csatolás hatásfoka rendkívül alacsony, igy a 12 tekercsben érzékelhető áram a meghajtó áramhoz képest rendkívül kicsi. Erre utaltunk már az 1. ábrán bemutatott példa esetében is. Elképzelhető azonban egy olyan eljárás, amikor a tekercsben olyan frekvenciájú áramot hozunk létre, ahol az áramnak a frekvenciáját széles tartományban változtatjuk, mégpedig egy olyan tartományban, ahol a 10 fémcsőben állóhullámú rezonanciák várhatók. Ezeken a rezonaciafrekvenciákon a felületen lévő akusztikus hanghullám amplitúdója Q-szorosára fog növekedni, és ugyanakkor a tekercs impedanciájában egy jelentős ugrásváltozás is bekövetkezik. Jóllehet ez az áram még mindig nem túl nagy, de az impedanciának ez az ugrásszerű változása rádiófrekvenciás méréssel nagyon jól kijelezhető és érzékelhető.
A 3. ábrán látható a találmányhoz alkalmazható jelfeldolgozó egység egy példaként! kiviteli alakja, valamint a 12 tekercs LCR-helypttesitő képe. A 12 tekercs 50 vezeték és a földpont közé van kötve, és ez az 50 vezeték 52 oszcillátor és 54 RF-erősitő között van. Az 52 oszcillátor frekvenciáját 56 FM-modulátor határozza meg, amely 58 frekvencia szkennerrel van összekapcsolva. Az 54 RF-erősitő kimenete amplitudómodulálva jut 60 fázisérzékeny egyenirányítóra, amely 60 fázisérzékeny egyenirányító 56 FM-modulátor egyik kimenetére is csatlakoztatva van , és ilymódon a 60 fázisérzékeny egyenirányító az 54 RFerősitő és az 56 FM-modulátor fázisösszehasonlitását is elvégzi. A 60 fázisérzékeny egyenirányító kimenete 62 null detektorral van összekapcsolva, amely 62 nulldetektor a második felharmonikusok nullhelyzetének a jelzésére van kiképezve, és amely azután 64 processzor-egységre is csatlakoztatva van. A 64 proceszszor-egység lényegében olyan függvényeket tartalmaz, amelyek önmagukban ismertek, és amelyek alkalmassá teszik arra, hogy a mért értékből az anyag sűrűségét, a hangsebességet, a csillapítást vagy szórást meghatározza, mégpedig az egymást követő rezonanciafrekvenciák közötti távolságokból, valamint a 10 fémcsőre és a benne lévő folyadékra vonatkozó paraméterek ismeretéből.
Amikor az állandó áramú, azaz áramgenerátoros üzemű 52 oszcillátor frekvenciája eléri a rendszer rezonanciafrekvenciáját, az 54 erősítő kimenetéről a 60 fázisjelzőbe jutó jel fázisa az 56 FM-modulátor kimenetéről a 60 fázisjelzőre vezetett jel • ·
- 8 fázisától eltér. Ez a változás nagy pontossággal jelezhető ki és érzékelhető a 60 fázisjelzővel, és igy lehetővé válik, hogy a 64 processzor egységgel a rezonanciafrekvenciákat igen pontosan azonosítsuk.
A mérendő közegben a hanghullám csillapítása szintén pontosan mérhető, figyelembe véve a rezonanciafrkevencia közelében átvitt P teljesítményeket. Ez a P teljesítmény az alábbi képlet szerint határozható meg:
P = PQ(1 + Q2(w/Wr - wR/w)2)-1 ahol w a körfrekvencia és wR a rezonancián mért körfrekvencia.
Lazán kapcsolt rendszereknél, ahol Q = wR/2c, az o( csillapítás az alábbiak szerint határozható meg:
o< = 43 (w2 - w1)/2c ahol c a mérendő közegben a hangsebesség, és w2 pedig a frekvenciagörbe inflexiós pontjainak a körfrekvenciáját adja, amely a 4. ábrán figyelhető meg. Figyelembevéve a 4. ábrán bemutatott görbéket, látható, hogy a válaszgörbe inflexiós pontjai sokkal pontosabban határozhatók meg a 60 fázisjelző kimenetén mért jel első és második differenciálhányadosaiból. A 60 fázisjelző kimenetén lévő jel második differenciálhányadosának a nullpontjai igen jól meghatározhatók, és mint visszacsatolt jel felhasználha tők például arra, hogy bármelyik nullpontnál az 52 oszcillátort leállítsuk vele. Ilymódon a hanghullám csillapítása a mérendő közegben pontosan határozható meg.
Gyakorlatban a 64 processzoregység vezérlésével a kijelző rendszer úgy működik, hogy vagy a 60 fázisjelző kimenő jelét, vagy ezen kimenő jel második differenciálhányadosának a null • · • · ι
- 9 pontjait használja fel az inflexiós pontok jelzésére, illetőleg a rezonaciafrekvencia jelzésére. Magát az eljárást meg lehet ismételni egy sor tipikusan 5-20 egymást követő rezonaciafrekvencián, és ebből lehet meghatározni a sűrűséget, a hangsebsséget és a csillapítást.
Annak érdekében, hogy a mért rezonanciafrekvenciából a sűrűséget és ebből a mikroorganizmus koncentrációját meghatározzuk, szükség van arra, hogy a teljes rendszernek, beleértve a 10 fémcsövet és a mérendő mintát is, meghatározzuk az akusztikus impedanciáját. Hengerkoordináta rendszert alkalmazva látható, hogy a Zs impedanciának a szilárd elemekből összeálló része a fémcső r sugarának a függvénye, mégpedig a következőképpen:
J(k . r) + (B/A) Yn(k .r) 2S
Z (r) = d e -2—§-------------9—§---“--s 5 31(ks .r) + (B/A) Y1(ks.r) kg.r a folyékony közeg Z^ impedanicája pedig az alábbi képlet szerint határozható meg:
a képletekben kg a szilárd részben mért hullámvektor, amelynek amplitúdója w/cs, cg a hang sebessége a szilárd anyagban, dg a szilárd anyag sűrűsége kp és d-^ a folyadékra vonatkozóan ugyanazok a paraméterek, mint a szilárd anyagra.
A B/A paraméter az alábbiak szerint határozható meg:
ksbJ0(ks -b) - 2S31 (ks ,b) ksbY0(k5 .b) - .b) • · ·
- 10 ahol S a szilárd anyagban a hosszirányú és keresztirányú hullám sebességek arányának négyzete, azaz cT 2 1-20'
S = — = ---C|_2 2(1-σ) ahol a és b a 10 fémcső belső és külső kerületén lévő helyzetvektorok, Υθ és Yj pedig a Bessel-függvények.
Figyelembevéve azt, hogy a rezonanciafrekvencián a szilárd és a folyékony közeg impedanciája a kerület mentén összekapcsolódik, azaz ott, ahol a r = a, felírható az:
clJo^kl ,a) - Zs a J1 (kl = 0
V
Látható, hogy ezek a függvények oszcillálnak, és számos rezonanciafrekvenciát foglalnak magukba. Ha sok rezonancifrekvenciára oldjuk meg az egyenletet, azokból meghatározhatjuk a c^ és a d^ értékeket.
Annak érdekében, hogy egy adott folyékony közegben meghatározhassuk a benne lévő anyag, például baktérium koncentrációját, a mérést el kell végezni, úgy hogy a szuszpenzió van benne, majd úgy, hogy a szuszpenzióból kiszűrjük a bektériumot és a mérést megismételjük. Az 5. ábrán látható a találmány egy olyan kiviteli alakja, ahol a 10 fémcső végein mikroporózus 18 szűrő van mint egy sapka elhelyezve. Az lehetővé teszi, hogy ennek segítségével kiszűrjük a baktériumokat vagy mikroorganizmusokat és a már előbb említett két mérést elvégezzük.
A 6. ábrán a találmány egy további kiviteli alakja látható, ennél a kiviteli alaknál a 10 fémcsőbe 12 tekercs van elhelyezve, és ennél a kiviteli alaknál nem a 10 fémcső az, amelyben • · · ·
- 11 a folyadékot továbbítjuk. A 14 mágnesek tárcsaként vannak kialakítva, és szintén a 10 fémcsőben helyezkednek el. A 10 fémcsővel koaxiálisán van egy 17 visszaverő henger elhelyezve, és a 10 fémcső külső felülete és a 17 visszaverő henger közötti körgyűrű alakú tér képezi a 19 akusztikus üreget.
A 6. ábrán látható kiviteli alaknál tehát a 19 akusztikus üreg körgyűrű alakú. Azok a hanghullámok, amelyek a 10 fémcsőben jönnek létre, áthaladnak a mérendő közegen, majd a 17 visszaverő hengeren visszaverődve ismét áthaladnak a mérendő közegen, és igy jutnak vissza a 10 fémcső külső felületére. A rezonanciafrekvenciák mérése és kijelzése hasonló módon történik ,mint a korábbi kiviteli alakoknál.
A 7. ábrán egy további példakénti kiviteli alak látható, ahol a gerjesztő tekercs elrendezése hasonló, mint a 6. ábrán látható kiviteli alaknál, az ott bemutatott 17 visszaverő henger helyett azonban egy 22 vevőtekercset alkalmazunk. A 19 akusztikus üreget kívülről veszi körül a villamosán vezető 20 henger, amelyben a 22 vevőtekercs van. A kijelző áramkör, valamint a 12 tekercs és a 22 vevőtekercs ugyanazzal az áramkörrel feldolgozható, mint a további kiviteli alakoknál, és a két 12 tekercs és 22 vevőtekercs egymással akár sorosan, akár párhuzamosan beköthető.
A 8. ábrán a találmány egy olyan kiviteli alakja látható, ahol a 20 hengernek egy 30 falrésze két 29 és 26 tárcsával van levágva, és a közöttük lévő rész képezi az akusztikus üreget. Látható még a két 32 és 34 mágnes, amelyek 36 lemezen vannak elhelyezve, amely 36 lemez a 29 tárcsával párhuzamos. A 32 és 34 mágnesek úgy vannak elhelyezve, hogy az egymással ellentétes pó ·· • · · • « · ·
- 12 lusaik legyenek egymással szemben, és a 32 és 34 mágnesek a 29 tárcsától, amely távadóként szolgál, adott légrésnyi távolságra vannak.
Ez a kiviteli alak különösen alkalmas arra, hogy különféle tartályokban határozzuk meg a folyadék paramétereit. Ez ugyanis egyszerűen belemerithető a tartályba a falán keresztül. Egy igy kialakított mérőszonda azért is előnyös, mert könnyen tisztítható, és mivel zárt rendszert képez, könnyen sterilizálható is.
Amennyiben kívánatos, úgy a folyékony közeg és a szuszpenzió sűrűségének a mérésére két hasonló minta alkalmazható, amelyek csak abban térnek el egymástól, hogy.a 30 falrész másféle módon porózusra van kialakítva, és ilymódon az egyikben a részecskék szabadon tudnak az akusztikus üregbe behatolni, mig a másiknál csak a folyékony közeg az, ami az akusztikus üregbe be tud hatolni. A mérés elve megegyezik a 6. ábrán bemutatott kiviteli alakéval.
A találmányt néhány példakénti kiviteli alakja segítségével mutattuk be, a találmány értelmében azonban még számos kiviteli alak kialakítható. Kialakítható például a találmány szerinti berendezés úgy, hogy a fémcsövet más villamosán vezető távadóként működtethető elemből alakítjuk ki. Ugyancsak nincs minden esetben arra, hogy az akusztikus üregbe behatoljon a mérendő minta illetőleg folyadék, elegendő az is, ha az akusztikus üregnek például csak egy részébe megy be a vizsgálandó folyadék. A geometriai elrendezés is sokféleképpen kialakítható, és abban az esetben, ha például baktériumok koncentrációját vagy egyéb részecskéknek a koncentrációját vizsgáljuk szuszpenzióban vagy folyékony közegben, úgy sok esetben a rezonacia során keletkező impulzus szélessége
- 13 is információt szolgáltathat a közegről, mert következtetéseket lehet levonni a hanghullám csillapítására.
A találmány szerinti berendezés elsősorban mikroorganizmusok, főleg pedig baktériumok koncentrációjának a mérésére hasz nálható, de egyéb sűrűség mérésekre, hangsebesség mérésre, vagy akusztikus csillapítás mérésére is felhasználható adott esetben.
Claims (8)
- Szabadalmi igénypontok1. Berendezés folyadékok jellemzőinké a mérésére, azzal jellemezve, hogy a vizsgálandó folyadékkal kapcsolódó akusztikus üreggel (19) van ellátva, amely akusztikus üreg (19) falának legalább egy része villamosán vezető és az akusztikus üregben terjedő hanghullámokat is érzékelő távadót képez, tartalmaz továbbá a berendezés elektromágneses csatolóelemeket a vizsgálandó folyadékban rezgő mozgás gerjesztésére és érzékelésére, az elektromágneses csatolóelemek egyike induktív tekercs (12), amely a távadóval kölcsönhatásban van elhelyezve, tartozik még a berendezéshez a távadónál mágneses erőteret létrehozó elem, és el van látva egy oszcillátorral (52), amely oszcillátor kimenete az induktív tekerccsel (12) együtt az induktív tekercsben (12) folyó áram mérésére szolgáló erősítőhöz (54) van csatlakoztatva .
- 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve , hogy a távadó hengerként (20) van kiképezve.
- 3. A 2. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az akusztikus üreg (19) a távadóként kiképezett henger (20) belső felületéhez kapcsolódóan van kialakitva-
- 4. A 2. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve , hogy a távadó körül egy további visszaverő henger (17) is ki van alakítva, és az akusztikus üreg (19) körgyűrű alakú.
- 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az oszcillátor (52) változó • · · < · ♦ ♦ ·· ··· ·· · • · · · · · ·· ·· ·· ···· változó frekvenciájú oszcillátorként van kiképezve.
- 6. Az 5. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve , hogy az erősítő (54) kimenete fázisjelző (60) egyik bemenetére van csatlakoztatva, amelynek másik bemenete az oszcillátorral (52) is összekapcsolt FM-modulátor (56) egyik kimenetére is rá van csatlakoztatva.
- 7. Eljárás mikroorganizmusokat vagy egyéb biológiai részecskéket tartalmazó folyékony közeg jellemzőinek a meghatározására azzal jellemezve, hogy a mintát olyan akusztikus üregbe vezetjük, amely legalább részben merev és villamosán vezető távadóval van körülvéve, a távadót mágneses erőtérbe helyezzük, a távadóban áramot hozunk létre, és mérjük a mintában a hanghullám terjedését, a távadóban a hanghullám terjedése következtében keletkező indukált áramot kijelezzük, és ebből határozzuk meg a vizsgálandó folyadék kívánt paraméterét.
- 8. A 7. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve , hogy a távadót egy előre meghatározott frekvenciasávba eső vibrációnak vetjük alá, és mindaddig gerjesztjük, mig az akusztikus üreggel együtt a rendszer rezonanciába nem kerül, és a rezonanciafrekvenciát jelezzük ki.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB878723148A GB8723148D0 (en) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | Investigating properties of fluids |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HU885901D0 HU885901D0 (en) | 1990-05-28 |
HUT52624A true HUT52624A (en) | 1990-07-28 |
Family
ID=10624689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU885901A HUT52624A (en) | 1987-10-02 | 1988-09-30 | Device and method for measuring parameters of liquids |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0333823B1 (hu) |
JP (1) | JPH02501594A (hu) |
AU (1) | AU604581B2 (hu) |
BR (1) | BR8807231A (hu) |
DE (1) | DE3866537D1 (hu) |
DK (1) | DK266589A (hu) |
FI (1) | FI892662A0 (hu) |
GB (1) | GB8723148D0 (hu) |
HU (1) | HUT52624A (hu) |
NO (1) | NO892232L (hu) |
WO (1) | WO1989003035A1 (hu) |
ZA (1) | ZA887391B (hu) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2279747B (en) * | 1993-07-06 | 1997-01-29 | Robert Willi Schade | Improvements in or relating to the measurement of bodies |
WO2003019174A1 (en) * | 2001-08-27 | 2003-03-06 | Bertrust S.R.O. | The acoustical methods and apparatus for identification and selective treatment of a cellular system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2211611C3 (de) * | 1972-03-10 | 1978-07-13 | H. Maihak Ag, 2000 Hamburg | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von Gasgemischen |
DE2647184C3 (de) * | 1976-10-19 | 1982-03-25 | Nikolaj Ivanovič Moskva Brašnikov | Verfahren zur Ermittlung physikalischer Parameter flüssiger Medien mittels Ultraschall |
US4447301A (en) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Sonic resonator control and method for determining component concentration in multiple component molten liquids |
-
1987
- 1987-10-02 GB GB878723148A patent/GB8723148D0/en active Pending
-
1988
- 1988-09-30 AU AU25315/88A patent/AU604581B2/en not_active Ceased
- 1988-09-30 WO PCT/GB1988/000802 patent/WO1989003035A1/en active IP Right Grant
- 1988-09-30 JP JP63508039A patent/JPH02501594A/ja active Pending
- 1988-09-30 EP EP88908720A patent/EP0333823B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-30 BR BR888807231A patent/BR8807231A/pt not_active Application Discontinuation
- 1988-09-30 HU HU885901A patent/HUT52624A/hu unknown
- 1988-09-30 DE DE8888908720Q patent/DE3866537D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-03 ZA ZA887391A patent/ZA887391B/xx unknown
-
1989
- 1989-06-01 NO NO89892232A patent/NO892232L/no unknown
- 1989-06-01 DK DK266589A patent/DK266589A/da not_active Application Discontinuation
- 1989-06-01 FI FI892662A patent/FI892662A0/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO892232D0 (no) | 1989-06-01 |
HU885901D0 (en) | 1990-05-28 |
AU2531588A (en) | 1989-04-18 |
AU604581B2 (en) | 1990-12-20 |
FI892662A (fi) | 1989-06-01 |
EP0333823B1 (en) | 1991-11-27 |
DK266589A (da) | 1989-07-28 |
EP0333823A1 (en) | 1989-09-27 |
GB8723148D0 (en) | 1987-11-04 |
ZA887391B (en) | 1989-06-28 |
DK266589D0 (da) | 1989-06-01 |
JPH02501594A (ja) | 1990-05-31 |
BR8807231A (pt) | 1989-10-31 |
FI892662A0 (fi) | 1989-06-01 |
DE3866537D1 (de) | 1992-01-09 |
NO892232L (no) | 1989-07-31 |
WO1989003035A1 (en) | 1989-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2659584C2 (ru) | Способы измерения свойств многофазных смесей нефть-вода-газ | |
EP1523653A2 (en) | Noninvasive characterization of a flowing multiphase fluid using ultrasonic interferometry | |
CN109781041B (zh) | 一种基于频域分析的电磁超声测厚方法 | |
WO2006044469A1 (en) | Measurement of viscosity using magnetostrictive particle sensors | |
EP0176543B1 (en) | Method, apparatus and probe for determining amount of biological material | |
JPH08152395A (ja) | 粘度計 | |
US4796468A (en) | Apparatus for measuring fluid density | |
EP0846258B1 (en) | Method and device in a rheometer | |
US3225588A (en) | Densimetering systems | |
CN107991393A (zh) | 一种双频电磁超声检测系统 | |
HUT52624A (en) | Device and method for measuring parameters of liquids | |
US6668621B1 (en) | Viscosity measurement by means of damped resonant vibration normal to an approximate rigid plate | |
US3177705A (en) | Apparatus for determining viscosity of materials | |
SU426716A1 (ru) | Устройство для бесконтактного возбуждения и приема ультразвука | |
SU1437816A1 (ru) | Способ определени коэффициента магнитострикции | |
RU2029265C1 (ru) | Способ определения физических параметров состояния среды | |
JPH032543A (ja) | 密度および粘度計 | |
SU1165961A1 (ru) | Устройство дл измерени удельного электросопротивлени немагнитных материалов | |
SU949419A1 (ru) | Устройство дл определени физических свойств веществ | |
RU2045030C1 (ru) | Устройство для измерения плотности жидкости | |
RU2335741C1 (ru) | Вибрационный уровнемер жидкости | |
SU1062562A1 (ru) | Прибор дл измерени плотности и в зкости жидких сред | |
SU896569A1 (ru) | Способ неразрушающего контрол механических свойств ферромагнитных материалов | |
SU1038828A1 (ru) | Плотномер | |
RU2098807C1 (ru) | Способ определения магнитной восприимчивости магнитной жидкости (варианты) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
DFC9 | Refusal of application |