SU1709206A1 - Способ измерени интенсивности ультразвукового пол в жидкости - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  интенсивности ультразвукового пол  8 жидкости. Целью изобретени   в-л етс  повышение точности измерени . Цель достигаетс  за счет того, что капилл р диаметром 3-5 мм предварительно заполн ют прозрачным расплавом, кристаллизуют расплав, герметизируют капилл р, расплавл ют кристаллический столб с одной стороны, оставл   с другого его конца кристаллическую затравку, размещают капилл р в термостатируемую жидкость, при этом одновременно переохлаждают расплав. Излучателем возбуждают ультразвуковые колебани  и измер ют скорость перемещени  кристаллического фронта в капилл ре. Интенсивность ультразвукового пол  определ ют по кривой зависимости скорости перемещени  кристаллического фронта от интенсивности ультразвукового излучени . 2 ил.Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  интенсивности ультразвукового пол .Известен способ оп(эеделени  интенсивности ультразвукового пол  по данным измерени  температуры жидкости, в которой он распростран етс .Недостатком способа  вл етс  сложность технического исполнени  и отсутствие возможности измерить интенсивность ультразвука в малых объемах жидкости или через небольшие площади.Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ измерени  интенсивности ультразвукового пол  в жидкости, заключающийс  в том, что в исследуемую среду ус- танавливают капилл р, увеличивают давление в капилл ре, возбуждают кавитацию под торцом капилл ра и измер ют максимальную скорость подн ти  жидкости по капилл ру при увеличении давлени  в ка-пилл ре. Затем по тарировочной кривой зависимости интенсивности ультразвука от максимальной скорости подн ти  жидкости по капилл ру определ ют искомую величину.Недостатком этого способа  вл етс  ограниченный диапазон измерени , так как может быть измерена лишь интенсивность, превышающа  порог кавитации дл  данной жидкости. Точность указанного способа невысока ввиду того, что интенсивность кави- тационного процесса в жидкости, сообщаемой с атмосферой, со временем ослабевает, так как постепенно уменьшаетс  количество  дер кавитации. Кроме того, действие ультразвука увеличивает температуру и измен ет концентрацию растворенного газа. Дл  реализации способа-прототипа требуетс  сложное аппаратурное обеспечение (компрессор, измеритель максимальной скорости и другие устройства, усложн ющие способ).

Description

Целью изобретение;  вл етс  повышение точности Гзмерони .

Постаоленнз  цель достигаетп  тем, пв мзвестгсм способе иймепзни  имтенсизност .1 ультразаукового р ж /гдкостп, згключзющемс  в тем, что : жидкость устанавливают капилл р, возбуждают &

жидкости уПруГМе КОЛебЗНЬ-Я, Ь1-;МСрГ;ЮТ

скорость nepofvieiMCriHi межфззиой в капилл ра л по скорссти опгедел ;от ийтвгсивность со дзваектого ультразвукового ПОЛИ, е качества мех фазной феницы используют крист&.г.личйский фпо;-т, возникеЮ1 .ций при з«пол еи1)И капид.п рз дi1ымt;гpc 3-5 мм грозр Ч1-;цм paciuiyeow при его крмсталлизз14;.-П1. расплаплеч-лк с остсБлекмем затрааки, тйр.ШСггтириоан п; с одьойремонны переохлажден Шн по:.: воздейС1Бии ультразвуковых колеба ий.

ССОрость перемещени  кр;1сталл1.14с;скою при посто инсм пер8и/;:, ждепии расплава и зэпа  иом (закрыом) кзпилл ре дwaмзтpo 3 - 5 i- однозначмо св зана с интенсивностью ультр;.:звука. Объ сн етс  гто следующим образо. Зев;:симость Сг(орости перемеиденин межфазюй птаницы от инт(5нскпмости ультозз у- обу; ловлвгЭ кавитачионнь процессом, которы- ; прогег-ает на кристрЛЛ...5 фронте, где выдел етс  газ, озиду того, его рзстБОр мость D таердой Фазе ниже, ме о 5 ;/дксй, 3 результате лйиттационисио схлепьтант  пузырькор, ыдйгли шихс  -л позерхкссти тзердой фазы, проИСХОД1-ГГ сткалыван о от ь-ее и аыброс :i расплав гИгожествз : ристт лп1-:еск. эатравох . Они, раграста оь, запол 5ЯОт cf:-ение . кагзилп оэ, что приводит к скорости криг;талл11ческого фронта. Че;- И51тенс внссть ультрз: йу(;а, тем г-вныне критическийра/диус гйзового пуль-ры з ( дра кавктйции) и чй:цо трл ;схпдпг прсцес,;

СХЛОПЫВбНИЯ, что «IHii.oT ;( рОСТу C :C;jOC i

кристаллического фронта,

Если AMSNi Tp капклл.нрз ма;-ьше 3 лм. то скорость крУ Ст8л;;нческого фпоит мэ -участках лрпт жемгюстьо s iD г-.5м эоепроизБодитсй с ошибкой до 50%. npyt d 1 наблюдаютс  случаи останоаки кристйллугческого фрогчта, так как ив межфайной границе по вл ютс  пузырьки газЕ.. заполн ющие все сечекме кнпилллрй. Когда d В E.iM форм .фуетС; еустойчивый pii гзплический фронт из отдельных чавитацнснных Быбросоа затраючнь Х кристаллсп в в;.16 шнуроз.

ЗертикЁльное пслох емие кзпилл ра в исследуемой среде оогпр01-1зводи «и ф л с прует дмффузмиз газа внерх от -.зжфазкой границы, где концентраци  его выше

.непрерывного выделэни  р процессе пере гг-щвни  : ристалли бского фронта.

По одинаковых услови х порог S HTe -iCi-iBeiocTM, npv-- которой наци)-)аетср ка:HiaiJK i , ..- выше, вм м мы.ис пэдмус г,-зопых пузырьков, в жидкост х, сообщаемых с .зтмосфер-й у, используемых прототипе j;i соста( пор дка одного .ликрометра, S 3 предлйгаег-см спосс с- на кристзлпичэ:;- ( фронте вь деп;;ютс  газовые пузьфьки, достмгагоидие тыс ч;/ ми:;рометро з, которые можно видеть сгсосруженны;.: глазом. По этому г.,а. 3аеь ь й сг-особ :озво.а;1ет измерит ;.-пГге(С;Лвио1Тгь в 6ол«е uji-фоком дизпаз-оие, чем прототип.

Б прото :па титенсиаиссть кав гациоьжого npOLiaccD в жидкости, сообщаемой с с мог 8рой, со сроменем ослабезаег. та; .О. yм8: ьuJa::тc  количество -пео каеитэц -П4 ;,м1и роскс Птч5Ск;::: тузь рьков). На этот процесс тукЖ B/iir-GT :1зксг)ение темпера-. туры жидкости вслесствме поглощенил ею dCTH знэргии ультразаукочых колебг:ний. Все это Poiii-i aeT то нпсть.

Б предлагазмом способе кавитрционнь;й npoijocc, 3 значит к скорость перо иещен 1 ,.рис га л/; и чес ко г ифрснтй

оооодс:л -0-:сй ГиЗОб: с/у; - узыу;,сами, котоpiH .-: г;Ь даллютс  iC мессфпсиой гочиице с

OJU-i -i3KOt 04 СК;рОСТ,0 npti ПОСТОЯННОЙ ТеМперзтуре . точиос-ь пре-,лз;се-Юго

:-ЭТОДС ис::Ле.

пред/ агае..1ом спссоПз не требуютс  CiCe ;b дл  регул-фований д-5«ле :1.1  и измерени  мйксимзл:.;;ой скорости быстро пр текающих проиессо-т K.KOBhih  вл етс  одъеи жмд чОстм d ;%ап1,, поэтог/ у он реал1-с уетси проще.

ConocTaci-.тельный анализ с прототипом показыоает, что прзАлаг;.:Омый способ измерени  1,1нтенси ;-ос.1 ультрзз укового : -:i: отл15чает1:л тем. что |;апИ л р предварительно сг-- он ют рг сплаэом, например .. : ристаллизуют расплав, герметим; ,руют капилл р с обоих г онцов, аатем рзс-паэлйЮ содержимое с одного конца, остпвЯй  с друпго ег; коицз кристалл11ческую затрзйку, оертикальмо рЗомещэют капилп ,(р 3 -Р:;рмостэгируемой жидкости при одноеременнсм переохлаждении D мем расплава , и.змср ют скорость паремещени  кристаллического фронта и по градуьровочой кривой определ ют ;;;тенсизность упьтрасвукового пол .

На фиг. схемэ а.1чно у зображенс усройстйо дл  осущестЕлени  nnsAj.araep. способа измерени  инте-юивнести ультгаrjfiVKOEioro пол  D жидкости; ма фиг.2 - Гг:;адумрогючна  коирзй зг амсимости скорости

перемещени  С/) кристаллического фронта салола от интенсивности (i) ультразвука.

Устройство содержит каглшл р 1 диаметром , например 4 мм и длиной 120 мм. На капилл ре 1 нанесены сантиметровые P-IKTки , Каг.илл р 1 размещен в термостат ируемой бане 2, представл ющей собой прозрачную ванму с жидкостью, например водой, у боковой стенки котоосй расположен источник 3 ультразвуковых колебаний. Устройство включйвт также термостат и секундомер (не показано),

П р и м е р. 3 капилл р 1 ук занчих размеров взели салол при . Сйлол имеет тегипературу плавлени  « спссоиен переохЛа ;ф,атьс . При комнатной темпзраTVpo (25°С) 8 капилл р ввели кристаллическую затравку и закристеллизовали его содерхи,мое. Затем капиллнр 1 с обоих концов reDMBTii-iecKH закрьли. С одного сапил/1;,рл 1 кристаллическую расплавл ют , нагрева  его, напримго, над электроплиткой, э с другого .чонца капилл ра 1 оставл ют дл  згтравки крмстзллизован ь й столбик салола длиной 10 мм. . капилл р 1 верт1/ ально устанавл лвают з 5зию 2, тер здстатируемую при . При этом переохлаждение салола (ДТ) равно 20гС,так как температура плавлени салола равна . Затравку ресползгают в нижней части капилл ра 1. Излучателем 3 возбухдают ультразвуковые колебани  в переохлаждаемом расплаве салола, Кристаллический фронт в салоле первг- ещаетс  снизу езерх. Скорость его перемещени  опрэдел ют с помощью секундомера и меток на капилл ре 1, В трех после,цоБа ельных опытах при прочих одинаковых услови х получены следующие значени  скоростей: Vi 1 ,OS мм/с, ,20MM/c, УЗ 1,11 мм/с.

Средн   скорость Vcp 1,13 мм/с. Пи градуировсчной кривой (фиг,2) определ ем интенсивность i ультразвукового пол  и излучател  3, i 2 .10 Вт/м.

Это значение хорошо согласуетс  сданными , полученными калориметрическим методом.

В качестве расплава, вводимого в капилл р , кроме салола можно использовать тимол, азотно-кислый кальций и другие прозрачные вещества, имеющие температуру

плаалени  не более 100°С и дающие в капилл рах диаметром 3 - 5 мм устойчивый кристаллический фронт при переохлаждени1 до 20 - 30°С.

Использование предлагаемого способа

по сравнению с известным (прототипом) имеет с.пе,цующие преимущества; сохранение неизменной концентрации газа втермостэтируемом расплаве в процессе кав ггдци 5, что позьлиает точность способа.

Испо;:ьзование скорости перемещени  криста . лического фронта дл  определени  пнтгьсивности ультрйзвукового пол  позйолйвт расширить диапазон измерени , Использование длп измерени  скорости перемзщени  кристаллическо1о фронта секунAOMspa и сантиметровой шкалы значительно упрощает приборную реализацию способа, а также трудоемкость выполньг:ий операций.

.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  интенсивности ультразвукового пол  в жидкости, заключающийс  D том, что в жидкость устанавливают капиллгф, возбуждают в жидкости упругие колебани , измер ют скорость перемещени  межфазной границы в капилл ре и по

   скорости определ ют интенсивность создаааемого ультразвукового пол , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерени , в качестве межфазной границы используют кристаллический

   фронт, возникающий при заполнении капилл ра ди.метром 3 - 5 мм прозрачным расплавом при его кристаллизации, расплавлении с оставлением затравки, термостатировании с одновременным

   переохлаждением при воздействии ультразвуковых колебаний,

   340J Sffi

   «i

   n I

   80 iQO 110 4cj 60 t lO wi/fc Фмг.1