Устройство для измерения акустических параметров жидких сред под давлением Советский патент 1984 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для одновременного измерения скорости распространения и коэффициента поглощения ультразвуковых волн в жидких средах, и может быть использовано в химической промышленности, в научно исследовательских и заводских лабораториях для определения физикохимических параметров растворов под давлением. Известно устройство для измерени скорости- и коэффициента поглощения ультразвуковых волн в жидкостях при высоких давлениях, содержащее пвезо поеобразователь, одновременно являю щийся приемником ультразвуковых импульсов, вмонтированный в дно камеры высокого давления, и отражатель, поступательно перемещающийся относительно излучателя при помощи механической червячной передачи СИ. Недостатком данного устройства является невысокая точность измерений, обусловленная нарушением ком планарности пьезопреобразователя и отражателя при вариации температуры и давления вследствие деформации механической червячной передачи Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения акустическ параметров жидких сред под давлением, содержащее герметичный автоклав с внутренней полостью для заполнения исследуемой жидкостью, штуцер подвода давления, размещенные параллельно и сбосно во внутренней полости автоклава пьезопреобразователь и отражатель,,узлы их крепления и механизм наклона автоклава 2 Недостатком известного устройстна является невысокая точность из мерений, обусловленная невозможностью создания фиксированных акустических баз при промежуточных между крайни -/1И возможными положениями раз мещениях отражателя относительно пьезопреобразователя вследствие жесткого крепления пьезопреобразова теля к автоклаву и плавающего крепления отражателя-. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения акустических параметров жидких сред под давлением, содержащее герметичный автоклав с внутренней полостью . для заполнения исследуемой жидкость штуцер подвода давления, размегценны параллельно и соосно ,во внутренней полости автоклава пьезопреобразователь и отражатель,узлы их крепления и механизм наклона автоклава, снабжено расположенным во внутренней полости и соединенным со штуцером подвода давления сильфоном, каждый из узлов крепления пьезопреобразователя и отражателя выполнен в виде жестко скрепленного с автоклавом кронштейна, установленной на кроштейне опорной призмы и размещенного на опорной призме маятника, а пьезопреобразователь и отражатель установлены соответственно на концах маятников. На чертеже изображено устройство для измерения акустических параметров жидких сред под давлением, общий вид. Устройство содержит герметичный автоклав 1 с внутренней полостью 2 для заполнения ее в процессе контроля исследуемой жидкостью, штуцер 3 подвода давления, размещенные параллельно и соосно во внутренней полости 2 автоклава 1 пьезопреобразователь 4 и отражатель 5, механизм б наклона автоклава 1, расположенный во внутренней полости 2 и соединенный со штуцером 3 подрода давления, сильфон 7 и узлы крепления пьезопреобразователя 4 и отражателя 5, выполненные идентичными и состоящими каждый в отдельности из кронштейна 8, установленной на нем опорной призмы 9и размещенного., на опорной призме 9 маятника 10, при этом пьезопреобразователь 4 и отражатель 5 установлены соответственно на маятниках 10. Кроме того, устройство для измерения акустических параметров жидких сред под давлением содерчжит опорный столик 11 для жесткого крепления на нем в процессе контроля автоклава 1 и механизма б наклона автоклава 1, затвор 12 и токопровод 13, соединенный с фиксирующей электронной аппаратурой (не показана). Устройство работает следующим образом. Перед началом контроля затвор 12 отсоединен от автоклава 1, а сам автоклав 1 жестко закреплен на горизонтально установленном опорном столике 11. После заполнения внутренней полости 2 автоклава 1 исследуемой жидкостью внутренняя полость 2 герметично закрывается затвором 12. Через штуцер 3 и сильфон 7 необходимое давление подается во внутреннюю полость 2 автоклава 1 исследуемой жидкости. После этого ультразвуковой импульс через токс провод 13 подается на пьезопреобразователь 4 с заданной длительностью и частотой повторения, от пьезопреобразователя 4, распространяясь в исследуемой жидкости, ультразвуковой импульс попадает на отражатель 5 и, отразившись от него в

виде ультразвукового эхо-импульса, возвращается вновь на пьезопреобразователь 4.

Электронная аппаратура (не показана) фиксирует амплитуду и время распространения эхо-импульса при некотором произвольно установленном расстоянии между пьезопреобразователем 4 и отражателем 5. Изменяя посредством механизма 6, выполненного, например, в виде юстировочно-отсчетного узла, наклон автоклава 1, изменяют взаимное расположение маятников 10, сохраняющих при этом вертикальное взаимно параллельное положение за счет их крепления через опорные призмы 9 к кронштейнам 8. Вновь фиксируется амплитуда и время распространения ахо-импульса, после чего скорость с распространения эхо-импульса в исследуемой жидкости определяется по формуле

-2&g it

где tk - изменение расстояния между пьезопреобразователем 4 и отражателем 5 при наклоне автоклава;

it

изменение временной задержки эхо-импульса. Таким образом, благодаря различному наклону автоклава достигается различное расстояние между пьезопреобразователем и отражателем и,соответственно, различное время прохождения эхо- :игнала,что позволяет Добиться повторной воспроизводимости эксперимента при различных углах наклона и повысить точность измерения акустических параметров гГсследуемой жидкости под давлением.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКИХ СРЕД ПОД ДАВЛЕНИЕМ, содержащее герметичный автоклав с внутренней полостью для заполнения исследуемой жидкостью, штуцер подвода давления, размещенные параллельно и соосно во внутренней полости автоклава пьезопреобразователь и отражатель, узлы их крепления и механизм наклона автоклава, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено расположенным во внутренней полости и соединеннЕлм со штуцером подвода давле.ния сильфоном, каждый из узлов крепления, пьезопреобразователя и отражателя выполнен в виде жестко скрепленного с автоклавом кронштейна, установленной на кронштейне опорной призмы и размещенного на & опорной призме маятника, а пьезоW преобразователь и отражатель установлены соответственно на концах маятников.