PL100264B1 - Sonda do pomiaru gestosci energii ultradzwiekowej w silnych i niejednorodnych polach ultradzwiekowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sonda do pomiaru gestosci energii ultradzwiekowej w silnych i nie¬ jednorodnych polach ultradzwiekowych, a szczegól¬ nie w naczyniach takich jak zbiorniki czyszczarek, ernulsyfikatory itp.

Z nastepujacej publikacji: Palmer „Sonda z ter- mopara" J. Scien. Instr. t. 30 1953; Fry W.J., Fry R.B. — Sonda z termopara — JASA t. 26 1954, znane sa urzadzenia do oceny natezenia pól ultra¬ dzwiekowej fali plaskiej. W jednym z nich dla do¬ konania pomiaru wykorzystuje sie nachylenie krzy¬ wej wzrostu temperatury wewnatrz sondy w funk¬ cji czasu mierzonej przez termopare, zapisanej apa¬ ratem rejestrujacym i na podstawie tego nachy¬ lenia oblicza sie natezenie ultradzwieków. W dru¬ gim ze znanych urzadzen dluzsze dzialanie ultra¬ dzwieków na sonde powoduje ustalenie sie tempe¬ ratury sondy na skutek równowagi pomiedzy cie¬ plem wydzielanym w sondzie i cieplem oddawa¬ nym do cieczy o nizszej temperaturze.

Te znane urzadzenia wymagaja dlugiego czasu obserwacji i maja zastosowanie tylko w odniesie¬ niu do pola jednorodnego fali plaskiej. W innych przypadkach sa niedokladne.

Celem wynalazku jest opracowanie sondy pozwa¬ lajacej na okreslenie przyrostu temperatury w krót¬ kim odstepie czasu w polu silnym i niejednorod¬ nym (dyfuzyjnym).

Istota wynalazku polega na tym, ze termoelement sondy otoczony warstwa materialu absorbujacego ultradzwieki jest dodatkowo otoczony na po¬ wierzchni cienka warstwa materialu izolujacego ter¬ micznie ale przepuszczalnego dla ultradzwieków.

Sonda wedlug wynalazku pozwala na szybki i bezposredni pomiar gestosci energii ultradzwieko¬ wej w silnych i niejednorodnych polach ultradzwie¬ kowych przy wspólpracy z aparatura elektroniczna.

Wynika to stad, ze konstrukcja sondy z dwoma warstwami — uniemozliwia odplyw ciepla z sondy do otaczajacej cieczy; wzrost temperatury w cza¬ sie jest proporcjonalny do gestosci energii wydzie¬ lonej w sondzie. Wzrost ten mierzony jest bezpo¬ srednio aparatura elektroniczna. Ponadto konstruk¬ cja sondy pozwala na wielokrotne i szybko naste¬ pujace po sobie pomiary bez koniecznosci studze¬ nia sondy po kazdym pomiarze.

Przedmiot wynalazku jest omówiony ponizej z wykorzystaniem rysunku, którego fig. 1 przedsta¬ wia schematycznie wyglad przykladowo wykonanej sondy z czesciowym przekrojem fragmentu sondy zawierajacego termoelement, a fig. 2 schemat ze¬ stawu pomiarowego sondy i urzadzenia elektro¬ nicznego wspólpracujacego z nia.

Sonda ultradzwiekowa 1 umieszczona jest w na¬ czyniu 2 w którym okresla sie gestosc energii. Na¬ czynie 2 wypelnione jest ciecza 3. Sonda 1 polaczo¬ na jest z aparatura elektroniczna 4 mierzaca bez¬ posrednio predkosc przyrostu temperatury sondy.

Aparatura elektroniczna 4 zaopatrzona jest w mier¬ nik 5 wycechowany w W/cm2. 100 2643 100 264 4 Sonda 1 w swej obudowie 6 np. metalowej, ma umocowany w szklanej rurce 7 termoelement 8.

W przykladowo wykonanej sondzie termoelemen- tem 8 jest termistor. Termoelement ten otoczony jest cienka warstwa masy pochlaniajacej 10 ultra¬ dzwieki oraz cienka warstwa masy izolujacej 9 ter¬ micznie sonde od cieczy 3, ale przepuszczajacej ultradzwieki. Przykladowo masa pochlaniajaca 10 jest masa plastyczna, zas masa izolujaca 9 jest plastykiem o malych stratach dla ultradzwieków.

Dzialanie sondy wedlug wynalazku dla dokona¬ nia pomiaru jest nastepujace.

Absorbcja energii ultradzwiekowej powoduje wzrost temperatury termoelementu 8, co daje zmia¬ ne napiecia lub opornosci sondy. Zmiany te steruja aparature elektroniczna 4 okreslajaca gestosc ener¬ gii w punkcie w którym znajduje sie sonda.

Absorbcja energii ultradzwiekowej odbywa sie w cienkiej warstwie pochlaniajacej 10. W silnym polu ultradzwiekowym, zastosowana cienka warst¬ wa izolujaca 9 redukuje ilosc ciepla odprowadzona z wnetrza sondy.

Gestosc energii ultradzwiekowej, okreslona wzo¬ rem dr I =A'T7 jest zalezna od rózniczki zmiany temperatury w czasie.

Wielkosc A jest okreslona na drodze doswiadczal¬ nej przez cechowanie sondy, a rózniczka 3 T dt jest mierzona aparatura elektrotechniczna 4 mierzaca przyrost temperatury termoelementu w czasie.

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe Sonda do pomiaru gestosci energii ultradzwieko- 15 wej w silnych i niejednorodnych polach ultra¬ dzwiekowych zaopatrzona w termoelement oto¬ czony warstwa materialu absorbujacego ultra¬ dzwieki, wspólpracujaca z aparatura elektronicz¬ na, znamienna tym, ze termoelement (8) jest 20 dodatkowo otoczony na powierzchni cienka warst¬ wa materialu izolujacego termicznie (9) ale prze¬ puszczalnego dla ultradzwieków. FIG. f k^y 4^- Errata do opisu patentowego nr 100 264 Lam 4 wiersz 8 Jest: aparatura elektrotechniczna Powinno byc: aparatura elektroniczna FIG.

2 OZGraf. Lz. 1993 naklad 100+17 egz. Cena 45 zl