Способ определения процентного содержания компоненты в веществе повышенной вязкости Советский патент 1984 года по МПК G01N29/02 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для опре: деления содержания скипидара в живице с низким содержанием скипидара.

Известны способы определения процентного содержания компонент вещества с использовани ультразвуковых колебаний.

Известен способ, по которому вещество облучают ynbTpa3ByKON, измеряют характеристический параметр - скорость ультразвзтса - и с помощью таблиц определяют содержание комп ненты в веществе 1 .

Однако данный способ не применим для- определения содержания компоненты в вязких средах.

Известен способ определения содержания скипидара с помощью ультразвука, реализованный в устройстве для контроля качества и состава сильнопоглощающих сред. Способ основан на пропускании через пробу импульсного сигнала, определении характеристического параметра сигнала, которым является скорость ультразвука в исследуемой среде, вычисляемая по формуле через измеряемый средний период резонансных состояний среды, и определении искомой величины по полученному значению параметра. Для измерения среднего периода резонансных состояний среды по данному способу необходимо использование перестраивае мого по частоте ультразвукового генератора, осциллографа для фиксирования рез(|нансных состояний средь; и частотомера для определения величины периода, а также излучающего и приемного- ультразвукового преобразователя в виде двух сегментов, вырезанных из полого пьезокерамического цилиндра под центральным углом 120 и образующих конфокальный резонатор 2.

Недостатками этого способа являются низкая точность определения пониженных содержаний скипидара в живице вследствие повышенного затухания ультразвукового сигнала в живице с низким содержанием скипидара и необходимост определения среднего периода резонансных состяний в этих условиях на разных частотах ультразвукового сигнала при наличии зависимости величины затухания от частоты, а также сложность и громоздкость оборудования (использование преобразователей специа;п ной формы, частотомера) и неудобства эксплуатации,обусловленные необходимостью полного погружения и извлечения из вязкой смолистой среды ультразвуковых преобразователей сложной формы с обеспечением затекания смолистой массы в полость между преобразователями. Применение такого преобразователя требует поддержания в процессе измерений высокостабильных условий окружающей среды (температуры, отсутств вибраций).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения .процентаого содержания компоненты в вещест повышенной вязкости, заключающийся в том, что пробу вещества разбавляют до определенной концентрации, озвучивают пробу ультразвуковыми колебаниями и измеряют характеристический параметр колебаний, по которому определяют процетное содержание компоненты 3.

Недостатком известного способа являются низкая точность, а в определенных условиях и невозможность определения содержания компнент вязких веществ, какими являются смолистые вещества, например живица.

Цель изобретения - повышение точности измерения процентного содержания скипидара в смолистых веществах с пониженным его содержанием.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения процентного содержания компоненты в веществе повьцценной вязкости, заключающемуся в том, что пробу вещества разбавляют до определенной концентрации, озвучивают пробу ультразвуковыми колебаниями и измеряют характеристический параметр колебаний, по которому определяют процентное содержание компоненты, пробу вещества разбавляют скипидаром в количестве 30-40% от ее массы.

При этом уменьшг ется затухание сигнала в полученной смеси и снижается влияние на результат измерения зависимости затухания от частоты ультразвукового сигнала, потому что измерения ведутся при постоянной частоте. Одновременно упрощается необходимое для осуществления способа оборудование (требуются ультразвуковой генератор постоянной частоты, осциллограф, ультразвуковые прюобразо ватели цилиндрической формы) и облегчаются условия эксплуатации оборудования путем уменьщения зависимости анализа от внешних условий (от температуры вибрации), а преобразователи легко помещаются и извлекаются из смеси смолистого вещества со скипидаром.

При введении скипидара в количестве, меньшем 30% от веса пробы, величина поглощения ультразвукового сигнала смолистым веществом (живицей) недостаточно мала, чтобы обеспечить повышение точности измерения пониженных содержаний скипидара. При этом пониженным содержанием скипидара согласно ГОСТ 10271-62 считается содержание, меньше 13%. При введении в пробу скипидара в количестве, большем 40% от ее веса, возрастает влияние содержания воды, что также недопустимо снижает точность определения содержания скипидара.

На чертеже приведена зависимость сфдержания скипидара в живице от величины характеристического параметра (t - в мкс, V - искомая величина содержания скипидара - в %).

Предлагаемый способ реализуется устройст- s BOM для определения содержания скипидара, содержащим ультразвуковой генератор, нап|жмерГ5-15, выход которого соединен с излучающим ультразвуковым преобразователем. ||риемный преобразователь соединен с входом 10 вертикальной развертки осциллографа, например С1-20. Выход генератора соединен также с синхронизирующим входом осциллографа. Прео азователи, например, от дефектоскопа ДУК-66 соединены для обеспечения жесткости и единства конструкции ультразвуковым изолятором.

Способ осуществляется следующим образом.

Берут пробу смолистого вещества, помещают в сосуд, добавляют 30-40% скипидара, размешивают до получения однородной массы. Затем 2о вводят в смесь ультразвуковые преобразователи, включают ультразвуковой генератор с частотой следования импульсов 1 кГц и частотой ультра-. звуковых колебаний внутри каждого импульса 150 кГс п|М1 величине напряжения с генератора 25 70 В. Величину развертки осциллографа устанавливают такой, чтобы на экране осциллографа

были видны импульс с выхода генератора, действующий на излучающем {феобразоватепе, и импульс с приемного преобразователя. Далее измеряют временный промежуток (время задержки) между задним излучошого нмпульса и передним фронтом импульса, 1фияятого на уровне 0,1. Искомую величину содержания скипидара в пробе определяют по графикам зависимости времени задержки от концентрации компоненты.

Точность измерения содержания скипидгфа в смолистых веществах. 0,5-1% для шяшженных содержаний скипидара, меньпшх 13% веса пробы Для осуществления способа требуется стшвдартное оборудование, например неперестраиваемый ультразвуковой импульсный генератор и осциллограф облегчается введение и извлечена из разжижеинсда смеси ультразвуковых преобразователей простой фор1ЛЫ. Полное время на определение содержания скипидара в живице, включая приго товление смеси, составляет 3-5 мин. Обеспечивается возможность проведения зкспресс-анализов содержания скипидара в смолистых веществах непосредственно в местах сбора, в полевых условиях, что способствует повыщению качества заготавливаемых смолистых веществ-.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПГОЦЕНТНОГО СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТЫ В ВЕЩЕСТВЕ ПОВЫШЕННОЙ ВЯЗКОСТИ, зйслючающийся в том, что пробу вещества разбавляют до определенной концентрации, озвучива ют пробу ультразвуковыми колебаниякш и измеряют характеристический параметр колебаний, по которому определяют процентное содержание компоненты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения процентного содержания скипидара в смолистых веществах с пониженным его содержанием, пробу вещества разбавляют скипидаром в в количестве 30-40% от ее массы. i (О I Ж/. 35% I I СП 09 00 30 47.