RU28397U1 - Устройство для звуколюминесцентного контроля примесей в проточной воде - Google Patents

Description

Устройство для звуколюминесцентного контроля примесей в проточной воде

Полезная модель может найти применение для контроля чистоты питьевой и технической воды.

Известно устройство-аналог, содержащее последовательно соединенные генератор и излучатель акустических волн с плоской апертурой диаметром 70мм, также содержащее кювету с водой и фотоумножитель для наблюдения за звуколюминесценцией (сонолюминесценцией) при акустической кавитации в жидкости (B.C. Тесленко, Г.Н. Санкин, А.П. Дрожжин. Свечение в воде и глицерине в поле плоских ударно-акустических волн. - Новосибирск: Труды института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, 1996).

Недостатком устройства-аналога является необходимость создания коротких ударно-акустических волн через значительные промежутки времени, что не позволяет обеспечить непрерывные наблюдения звуколюминесценции в проточной жидкости.

Известно устройство-аналог, содержащее последовательно соединенные генератор и излучатель акустических волн с изл чающей поверхностью в форме сегмента сферы с апертурой диаметром 70мм, также содержащее кювету с водой и фотоумножитель для наблюдения за люминесценцией при акустической кавитации в жидкости.

В этом устройстве-аналоге использ)аотся ударные акустические волны с биполярным профилем в виде волны сжатия с длительностью 2 мкс при акустическом давлении - 40 МПа (B.C. Тесленко, Ю.Э. Данилов, В.П. Сафонов. Кинетика сонолюминесценции и образование коллоидных частиц при фокусировке ударных волн в жидкости. - Новосибирск: Акустика неоднородных сред, выпуск 112, 1997 - с. 235241).

Это устройство-аналог также не позволяет обеспечить непрерывное наблюдение звуколюминесценции в проточной жидкости.

Наиболее близким аналогом, выбранным за прототип полезной модели, является аппаратура для люминесценции содержащая последовательно соединенные генератор и цилиндрический излучатель, заполненный испытываемой жидкостью, также содержит кювету с излучателем, также содержит оптически связанные кварцевое

г - о о :г г 1 S 5 б t

G01 N29/02

стекло и фотоумножитель (Р. Jarman. Measurements of Sonoluminescence from Pure Liquids and Some Aqueous Solutions - Proc. Phys. Soc. (London), vol.73. №472 - p. 631).

Недостатками устройства-прототипа являются, во-первых, необходимость подачи мощных акустических волн, приводящих к разогреву излучателя и необходимости его охлаждения, во-вторых, невозможность с его помощью наблюдать за проточной жидкостью, в-третьих, возможность попадания брызг жидкости на кварцевое окно фотоз шожителя, что приведет к погрещностям измерения. Принципиальным недостатком устройства-прототипа является отсутствие возможности сопоставления его данных об испытываемой воде с водой, примеси в которой не превыщают установленные ГОСТом.

Задачей полезной модели является контроль за примесями в проточной воде.

Предлагаемая полезная модель - устройство для люминесцентного проточного контроля примесей в проточной воде - также как и устройство-прототип содержит кювету, возбудитель акустической кавитации, кварцевое стекло и фотоумножитель, оптически связанные. В устройство введены вторая кювета с входным и выходным щтуцерами, соединенными между собой трубкой, и насос, перегоняющий воду через кювету со скоростью на входе Р , одинаковой для обеих кювет, введены также вторые возбудитель акустической кавитации, кварцевое стекло и фотоумножитель, aнaJЮГИЧHыe первым, введена также схема сравнения, причем выходы фотоумножителей соединены с входами схемы сравнения, выход которой соединен с регистратором примесей. Выходной щтуцер расположен так, что вся кювета заполнена водой, а цилиндрический излучатель поднят на стойках.

Техническим результатом от использования полезной модели является обеспечение контроля примесей в проточной воде. Это достигается за счет возбуждения кавитации, при которой уровень звуколюминесценции зависит от наличия и концентрации примесей в проточной воде.

Конструкция предлагаемой полезной модели поясняется чертежом на фигуре 1.

Устройство для люминесцентного контроля примесей в проточной воде, содержит кювету 1, входной щтуцер 2, выходной щтуцер 3, последовательно соединенные генератор 4 и цилиндрический излучатель 5, возбуждаемый на пульсирующих радиальных колебаниях, оптически связанные кварцевое стекло 6 и фотоумножитель 7.

Излучатель 5 расположен на опорах, позволяющих воде протекать жидкости внутри цилиндра, а входной штуцер 2 и выходной штуцер 3 расположены так, что обеспечивается заполнение кюветы 1 водой.

В устройство введены вторая кювета 8. содержащая второй входной штуцер 9 и второй выходной штуцер 10. расположенные как и на первой кювете 1, также введены второй цилиндрический излучатель 11. расположенный на таких же опорах, что и излучатель 5 в первой кювете 1, также введены второе кварцевое стекло 12 и второй фотоумножитель 13, также введены последовательно соединенные схема сравнения 14, первый и второй входы которой соединены с первым фотоумножителем 7 и вторым фотоумножителем 13, и индикатор-регистратор примесей 15, также введены насос 17 и трубка 16, концы которой соединены с входным штуцером 9 и выходным штуцером 10 второй кюветы 8, а второй излучатель 11 соединен с выходом генератора 4. Сечение кюветы и штуцера входа выбирается так, что скорость протекания воды не более

V , см/с.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Входной штуцер 2 первой кюветы 1 и выходной штуцер 3 нодсоединены в виде отвода к водоводу, в котором контролируются примеси. Вода протекает через цилиндрический излучатель со

скоростью F X -- , см/с, где Н - высота цилиндра. Это обусловлено тем, что

минимальное время, необходимое д.ля создания кавитации в воде при минимальной интенсивности 0,3 Вт/см составляет не менее / с (Ультразвук. Маленькая энциклопедия, под ред. И.П. Галяминой - М.: Сов. Энциклопедия, 1979).

Во второй кювете 8 протекает вода с эталонными свойствами, примеси в которой заранее проверены и соответствуют требованиям ГОСТов. Это принудительное протекание происходит с той же скоростью V, как и в первой кювете. Необходимость в этом протекании обусловлена тем, что отстаивание воды резко повышает порог кавитации и снижает уровень звуколюминесценции. Например, при отстаивании свежей водопроводной воды в течение 60 часов кавитационная прочность ее монотонно возрастает 0,3 до 1,5 атм (И.И. Гуленко и др. Некоторые вопросы методики измерений кавитационных порогов - Сухуми, Тезисы докладов симпозиума по физике акустогидродинамических явлений, 1975).

Сопоставление данных о звуколюминесценции в схеме сравнения 14, отображаемых на индикаторе-регистраторе 15. обеспечивает возможность определять наличие примесей.

Claims (1)

1. Устройство для звуколюминесцентного контроля примесей в воде, содержащее кювету, последовательно электрически соединенные генератор и излучатель, оптически связанные кварцевое стекло и фотоумножитель, отличающееся тем, что излучатель расположен на опорах, позволяющих протекать жидкости внутри излучателя, а входные и выходные штуцера расположены так, что обеспечивается полное заполнение кюветы с входным и выходным штуцерами жидкостью, в устройство дополнительно введена вторая кювета, содержащая входной и выходной штуцеры, расположенные также как и на первой кювете, также введен второй излучатель, подключенный к выходу генератора и расположенный на опорах аналогично первому излучателю, также введены механически соединенные второе оптически связанное кварцевое стекло и второй фотоумножитель, также введены последовательно соединенные схема сравнения, первый и второй входы которой соединены с выходами первого и второго фотоумножителей, и индикатор-регистратор уровня примесей, также введены насос с трубкой, концы которой соединены с входным и выходным штуцерами второй кюветы, причем сечение кювет и штуцеров входа выбраны так, что скорость протекания воды не более

   

   где H - протяженность излучателя вдоль потока воды.