Способ измерения интенсивности ультразвука Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 H04R29/00 

Изобрете {ие относится к измериельной технике и может быть испольовано в акустике и дефектоскопии, в ом числе для визуализации звуковых олей,5

Цель изобретения - пов,гшение чувтвительности за счет использования явлетшя электрохемилюминесцеиции.

На фиг. 1 представлено устройство ля реализации способа измерения О нтенсивности ультразвука; на фиг,2- ривые зависимости интенсивности электрохемилюминесценции в з- словньгх диницах от интенсивности ультразвука,15

Устройство для реализации способа измерения интенсивности ультразвука содержит камеру 1 с окнами 2 и 3, на внутренние поверхности которых нанесены прозрачные электроды 4 и 5,со- 20 единенные через ключ 6 с источником 7 напряжения. Окно 2 предназначено для ввода в камеру 1 измеряемого ультразвука 8, окно 3 - для вывода из камеры 1 оптического излучения 9, 25 па пути которого размещен приемник 10 излучения, снабженный регистратором 11. Камера 1 заполнена злектро- хемилюмипесцентной композицией 12, состоящей, например, из электроактиэ- ного соединения - рубрена с концентрацией 110 моль/л и электролита () NC104 с концентрацией 5 М0 моль/л, растворенных в N, N - диметилформамиде, Могут использоваться другие известные композиции, на- пример звукочувствительная композиция, состоящая из электроактивного соединения 1,5-дифенил-З-стирилпи- разолина с концентрацией 5 10 моль/л и фонового электролита (,)4NC10 с концентрацией моль/л, растворенных в N, N -диметилформамиде.

Способ осуществляют следующим оГфазом.

Замыкают ключ 6 в цепи источника 7 напряжения. При этом на электроде 4 камеры в случае использования первой из указанных композиций протекает реакция электроокисления молекул электроактивного соединения рз брена 50 элeктpoxeмIiлюмияecцeнтнoй зиции 12 по схеме: А-е А - нейтральная молекула электроактивного соединения рубрена: А - егс катион-радикал, а на втором 55 электроде 5 протекает .реакция электровосстановления по схеме : , ГДЕ А - анион-радикал электроактив30

40

компо- А- , где

5

0 5

0 5

0

ного соедигтения. Катион- и анион- радикалы диффундируют навстречу друг другу i 3 зону реакции, где происходит ачнигиляция:

г

А - А - А + А

где А - молекула электроактивног о соединения в возбужденном состоянии.

Излучательная дезактивация эмиттеров по схеме А --А + Jq.,, приводит к рождению квантов электрохемилюминесценции J з;, с энергией , . Таким образом, и при отсутствии ультразвукового поля существует свечение композиции 12.

Камеру 1 облучают ультразвуком, интенсивность которого необходимо измерить. Проходя через окно 2,ультразвук вызывает в злектрохемилюми- несцентной композиции 12 ультразвуковые колебания, которые оказывают влияние на протекание фарадеевских электрохимических процессов окисления-восстановления молекул электроактивного соединения (г.етерогенный эффект) и на реакции электрогенериро- иания мон-радикалов в объеме (гомогенный эффект). Наложение ультразвукового поля, изменяя кинетику и энергию активации электрохимической реакции, приводит к увеличению фараде- евского тока электрохимической реакции, а следовательно, к увеличению концентрации ион-радикалов электроактивного соединения - реагентов электрокемилюминесцентных реакций. Во втором случае действие ультразвукового поля заключается в увеличении подвижности ион-радикалов, т.е. скорости их доставки в зону протекания электрохемилюминесцентных реакций, которая до возбуж,дения ультразвуковых колебаний определяется сравнительно медленными процессами молеку- отярной диффузии. Таким образом, при Вх здействии ультразвука за время жизни электрогенерированного ион- радикала возрастает вероятность вступления его в реакцию с противоположно заряженным партнером,сопровождающуюся излучением кванта электрохемилюминесценции, что приводит к по- выщению интенсивности свечения элек- трохемштюминесцентной композиции 12. Световой поток измеряется приемником

излучения, например фотоэлектронным умножителем регистратора 11.

На фиг. 2 приведена в качестве примера зависимость интенсивности электрохемилюминесценщ1и рубрена (дли на волны в максимуме спектра излучения 587 им) от интенсивности ультразвука. Как видно из графика, интенсивность электрохемилюминесценции линейно возрастает с ростом интенсивности ультразвукового поля,причем интенсивность свечения в поле интенсивностью 0,4 Вт/см увеличивается более чем в 2 раза по сравнению с интенсивностью свечения в отсутствии ультразвукового поля. Это позволяет определить (по изменению интенсивно263004

сти электрохемилюминесценции интенсивность ультразвука.

Формула изобретения

J Способ измерения интенсивности ультразвука, заключающийся в том, что возбуждают свечение жидкости и регистрируют величину излучения, отличающийся тем, что, с целью повьппения чувствительности, возбуждение свечения проводят электролизом жидкости, в качестве жидкости используют звукочувствительную электрохемилюминесцентн5гю композицию, а интенсивность ультразвука определяют по интенсивности электрохемилюминесценции.

10

15

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- . зовано в акустике и дефектоскопии, в том числе для визуализации звуковых полей. Цель изобретения - повьшение чувствительности. Контролируемой ультразвуковой водной облучают жидкость, помещенную в камеру, снабженную окнами. В качестве жидкости используют электрохемилюминесцентную композицию, Ультразвуковые колебания воздействуют на происходящие в композиции химические реакции, что повыщает интенсивность свечения жидкости. По изменению интенсивности электрохемилюминесцен- ции судят об интенсивности ультразвука. 2 ил. i (/ 1с о: 00

t .п

«//.

О

0,1

Составитель Г.Максимочкин Редактор И.Николайчук Техред Л.Олейник Корректор М.Демчик

-,, .- - - -------- -

Заказ 2123/41 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул.Проектная, 4

0,J

0,

ем

CM

Фиг. 2.