Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru wlasciwosci Teologicznych,tojest mechanicznej impedancji scinania osrodka cieklego oraz urzadzenie do pomiaru wlasciwosci Teologicznych osrodka cieklego zrealizowane w oparciu o ten sposób.Znany jest sposób pomiaru wlasciwosci Teologicznychosrodka cieklego polegajacy na okresle¬ niu modulu i fazy wspólczynnika odbicia impulsów ultradzwiekowych odbitych na granicy ciala stalego z badana ciecza. W pomiarze wykorzystuje sie objetosciowe fale poprzeczne rozchodzace sie w cialach stalych.Pomiar przeprowadza sie dwukrotnie dla impulsów odbitych na granicy ciala stalego z powietrzem oraz na granicy ciala stalego z badana ciecza.Z opisu patentowego nr 72915 znany jest sposób pomiaru wlasciwosci Teologicznychosrodka cieklego polegajacy na interferencji impulsów ultradzwiekowych z fala ciagla. W pomiarze wyko¬ rzystuje sie impulsy objetosciowej fali scinania rozchodzacej sie w falowodzie akustycznym w ksztalcie plytki. Wlasciwosci Teologiczne osrodka cieklego wyznacza sie poprzez dwukrotny pomiar minimum interferencyjnego impulsów ultradzwiekowych z fala ciagla, tojest dla falowodu obciazonego powietrzem badana ciecza.Znane urzadzenia do pomiaru wlasciwosci Teologicznych osrodka cieklego zawieraja sonde w ksztalcie preta lub plytki z ciala stalego. Na jednym koncu sondy przyklejony jest przetwornik, natomiast na drugim koncu znajduje sie badana ciecz, badz na obu koncach umieszczone sa przetworniki, a badana ciecz znajduje sie na bocznej powierzchni sondy.Przetworniki polaczone sa odpowiednio z nadajnikiem impulsów elektrycznych wypelnionych fala sinusoidalna i z odbiorni¬ kiem rezonansowym.Wada wymienionych wyzej rozwiazan jest mala czulosc ze wzgledu na maly wplyw badanej cieczy na propagacje fal scinania w falowodzie. Dlugosc falowodu musi byc wiec znaczna. Zwiek¬ sza to wymiary urzadzenia i wymaga stosowania znacznych ilosci cieczy pomiarowej. Ponadto wada znanych rozwiazan sa trudnosci generacji i propagacji fal scinania oraz trudnosci z zamoco¬ waniem przetworników.2 130040 Sposób pomiaru wlasciwosci Teologicznych osrodka cieklego wedlug wynalazku polega na tym, ze okresla sie modul i faze wspólczynnika odbicia na granicy ciala stalego z ciecza, fali padajacej pod katem 90°C, poprzez dwukrotny pomiar czestotliwosci powtarzania impulsów pobudzajacych przetwornik, dla której wystepuje maksimum interferencyjne impulsów ultradz¬ wiekowej poprzecznej fali powierzchniowej, odbitych od swobodnego konca sondy oraz dwuk¬ rotny pomiar szybkosci zaniku amplitudy kolejnych odbic tych impulsów w sondzie. Pierwszy pomiar przeprowadza sie dla swobodnego konca sondy obciazonego powietrzem, a drugi dla sondy obciazonej badana ciecza.Urzadzenie do pomiaru wlasciwosci Teologicznych osrodka cieklego zawiera sonde pomia¬ rowa, która stanowi co najmniej dwuwarstwowa plytka z materialów sprezystych, z których kolejne warstwy liczac od powierzchni w glab plytki wykazuja rosnaca predkosc ultradzwiekowych poprzecznych fal objetosciowych. Na górnej powierzchni plytki, równolegle do jej bocznej powierzchni stykajacej sie z badana ciecza usytuowany jest przetwornik nadawczo-odbiorczy.W innym rozwiazaniu sonde stanowi plytka z materialu piezoelektrycznego o dwukrotnej osi symetrii równoleglej do przetwornika nadawczo-odbiorczego usytuowanego na powierzchni plytki i równoleglej do powierzchi badanej plytki stykajacej sie z badana ciecza.Rozwiazanie wedlug wynalazku charakteryzuje sie nieskomplikowana budowa sondy wynika¬ jaca z rodzaju zastosowanych fal ultradzwiekowych. Zaleta rozwiazania jest równiez mala ilosc cieczy pomiarowej konieczna do przeprowadzenia pomiaru.Przedmiot wynalazku zostnie blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie budowe sondy pomiarowej, fig. 2 przedstawia inne rozwiazanie takiej sondy, a fig. 3 przedstawia blokowy schemat ukladu pomiarowego.Sonda pomiarowa s sklada sie przykladowo z dwóch warstw 1, 2 materialu sprezystego, z których warstwa wierzchnia 1 ma grubosc porównywalna z dlugoscia poprzecznej fali powierzch¬ niowej propagujacej sie na powierzchni sondy. Poszczególne warstwy 1,2 sondy charakteryzuja sie tym, ze predkosc poprzecznych fal objetosciowych w warstwie wierzchniej 1 jest mniejsza od takiej predkosci w warstwie podloza 2. Na górnej powierzchni sondy równolegle do jej bocznej powierzchni stykajacej sie z ciecza 3 usytuowany jest przetwornik nadawczo-odbiorczy PI. W innym rozwiazaniu sonda pomiarowa sklada sie z metalizowanej plytki piezoelektryka 5 o dwuk¬ rotnej osi symetrii równoleglej do przetwornika nadawczo-odbiorczego P2 usytuowanego na górnej powierzchni plytki poza powierzchnie metalizowana 4 i równoleglej do powierzchni bocznej plytki stykajacej sie z badana ciecza 3. Wejscie przetwornika nadawczo-odbiorczego PI, P2 polaczone jest poprzez bramke B z generatorem sinusoidalnej fali ciaglej GW. Drugie wejscie bramki B polaczone jest z generatorem impulsów prostokatnych GP polaczonym z miernikiem czestotliwosci M. Wejscie przetwornika stanowiace jednoczesnie jego wyjscie polaczone jest tez z wejsciem odbiornika ODB, którego wyjscie polaczone jest z oscyloskopem OSC. Drugie wejscie odbiornika polaczone jest poprzez tlumik T z generatorem impulsu porównawczego GIP.Przetwornik nadawczo-odbiorczy PI wzbudza fale powierzchniowe typu Love'a, a przetwor¬ nik nadawczo-odbiorczy P2 — fale powierzchniowe typu Blensteina — Gulajewa.Impulsy elektryczne pobudzajace przetwornik nadawczo-odbiorczy PI, P2 otrzymuje sie poprzez bramkowanie fali ciaglej pochodzacej z generatora wcz. GW. Impulsy odebrane w przet¬ worniku nadawczo-odbiorczym PI, P2 sa wzmacniane w odbiorniku ODB i podawane na oscyloskop OSC.W celu pomiaru czestotliwosci powtarzania impulsów pobudzajacych przetwornik, regulu¬ jemy czestotliwosc powtarzania impulsów prostokatnych z generatora GP tak, aby na oscyloskopie otrzymac maksimum interferencyjne wszystkich nieparzystych odbic impulsów fali powierzchnio¬ wej w sondzie.Pomiar wykonujemy dwukrotnie, raz dla sondy obciazonej powietrzem, a drugi raz dla sondy obciazonej badana ciecza 3. Podczas powyzszego pomiaru generator impulsu porównawczego GT oraz tlumik T sa odlaczone od ukladu pomiarowego.W celu okreslenia szybkosci zaniku amplitudy kolejnych odbic impulsów fali powierzchniowej w sondzie zwieksza sie kilkanascie razy okres powtarzania impulsu pobudzajacych przetwornik nadawczo-odbiorczy PI, P2. Na ekranie oscyloskopu obserwuje sie szereg kolejnych odbic impul¬ sów fali powierzchniowej od konca sondy oraz impuls porównawczy zgeneratora GP umieszczony w poblizu mierzonego impulsu odbitego. Za pomoca tlumika T reguluje sie amplitude impulsu130040 3 porównawczego tak, aby byla ona równa amplitudzie wybranego impulsu odbitego. Odczytuje sie wartosc tlumienia al wskazana przez tlumik. Przesuwa sie impuls porównawczy w poblize kolej¬ nego impulsu odbitego oraz za pomoca tlumika zrównuje sie amplitude impulsu porów naw czego i kolejnego odbitego. Odczytuje sie wartosc tlumienia al wskazana przez tlumik. Wyznacza sie róznice tlumienia Aa=al-a2.Powyzsze czynnosci pomiarowe przeprowadza sie dwukrotnie, raz dla sondy obciazonej powietrzem, a drugi raz dla sondy obciazonej badana ciecza. W wyniku otrzymuje sie dwie wartosci róznicy tlumienia, Aap i Aac.Wlasciwosci reologiczne cieczy okresla mechaniczna impedancja scinania cieczy Zs = Rs+jXs.Pomiary róznicy tlumien Aap i Aac oraz czestotliwosci powtarzania fp i fc pozwalaja wyzna¬ czyc rzeczywista Rs i urojona Xs czesc impedancji scinania Zs: Rs = Zq/2(l-r) Xs = Zq/2 0 gdzie 0=7rf/fc-fp(fp-fc) f—czestotliwosc wypelnienia impulsów pobudzajacych przetwornik nadawczo-odbiorczy r=10Aat/20 gdzie at = Aac- Aap, a Zq jest mechaniczna impedancja scinania materialu sondy.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru wlasciwosci Teologicznych osrodka cieklego polegajacy na okresleniu modulu i fazy wspólczynnika odbicia na granicy ciala stalego z ciecza, fali padajacej pod katem 90°, poprzez dwukrotny pomiar czestotliwosci powtarzania impulsów pobudzajacych przetwornik, dla której wystepuje maksimum interferencyjne impulsów ultradzwiekowych odbitych od swobod¬ nego konca sondy oraz dwukrotny pomiar szybkosci zaniku amplitudy kolejnych odbic tych impulsów w sondzie, przy czym pomiar przeprowadza sie dla swobodnego konca sondy oraz dla sondy obciazonej badana ciecza, znamienny tym, ze modul i faze wspólczynnika odbicia okresla sie dla poprzecznej fali powierzchniowej propagujacej sie na powierzchni ciala stalego. 2. Urzadzenie do pomiaru wlasciwosci Teologicznychosrodka cieklego skladajace sie z sondy pomiarowej w postaci preta, którego swobodny koniec styka aie z badana ciecza, a na drugim koncu umieszczonyjest przetwornik nadawczo-odbiorczy polaczony z generatorem prostokatnych impulsów elektrycznych wypelnionych fala sinusoidalna oraz z odbiornikiem selektywnym, zna¬ mienny tym, ze sonde (s) stanowi co najmniej dwuwarstwowa plytka z materialów sprezystych, z których kolejne warstwy (1,2) liczac od powierzchni w glab plytki wykazuja rosnaca predkosc poprzecznych fal objetosciowych, a na górnej powierzchni plytki, równolegle do jej bocznej powierzchni stykajacej sie z badana ciecza (3) usytuowany jest jeden przetwornik nadawczo- odbiorczy (PI). 3. Urzadzenie do pomiaru wlasciwosci Teologicznychosrodka cieklego skladajace sie z sondy pomiarowej w postaci preta którego swobodny koniec styka sie zbadana ciecza, a na drugim koncu* umieszczony jest przetwornik nadawczo-odbiorczy polaczony z generatorem prostokatnych impulsów elektrycznych wypelnionych fala sinusoidalna oraz z odbiornikiem selektywnym, zna¬ mienny tym, ze sonde stanowi plytka z materialu piezoelektrycznego (5) o metalizowanej powierzchni, którego dwukrotna os symetrii jest równolegla do przetwornika nadawczo- odbiorczego (P2) usytuowanego na górnej powierzchni plytki i równolegla do powierzchni bocznej plytki stykajacej sie z badana ciecza (3).130040 _Pl Fig.1 Flg.2 H gp TPi B ^ GW M ODB 1 Hosc GIP Fig.3 PracowniaPoligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL