Способ измерения физических свойств жидкостей и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01N29/02 

1

Изобретение относится к области нераэрушающих исследований и может быть использовано при измерении физических свойств различных жидкосте например морской воды,

Целью изобретения является, повышение точности измерений физических свойств жидкостей и разрешающей способности за C4ej измерения скорости распространения акустических колебаний и показателя преломления света в едином объеме жидкости.

На чертеже представлено схематически устройство для измерения физических свойств жидкостей.

Способ измерения, физических свойств жидкостей заключается в следующем . Формируют в объеме исследуемой жидкости акустический и светово пучки одинакового.диаметра. Формирование пучков производят таким об- разом, чтобы их оси совпадали на базе измерения. Синхронно измеряют скорость распространения акустических колебаний и показатель преломления света на постоянной базе измерения в едином объеме жидкости.

Затем по измеренным параметрам определяют физические свойства жидкости.

Устройство для измерения физических свойств жидкостей, реализующее предлагаемый способ, содержит электронньй измеритель 1 скорости распространения акустических колебаний, обратимый злектроакусти- ческий преобразователь 2 с оптически зеркальной излучающей поверхностью 3 злектрически связанный с измерителем 1 скорости, и оптически прозрачный отражатель 4 акустических колебаний, установленньй соосно с электроакустическим преобразователем 2 параллельно его излучающей поверхности 3. Кроме того устройство содержит оптико-.злектрон ньй измеритель 5 показателя преломления света, оптическая ось которог совпадает с акустической осью электроакустического преобразователя 2. Размеры отражателя 4 и преобразователя 2 выбраны такими, чтобы в процессе измерений, эффективные сечения светового и звукового пучков были равны, например, отражатель 4 и преобразователь 2 могут быть выполнены в виде дисков с равными диаметрами. Позицией 6 обозначен объем исследуемой жидкости.

20

395862

Устройство работает следующим образом.

Электронный измеритель I скорости распространения акустических кол4J баний, например импульсно-фазовый измеритель скорюсти ультразвуковых Jco- лебаний, вырабатывает электрический импульс, который возбуждает обрати-, мый электроакустический преобразоto ватель 2, например пьезоэлектрический преобразователь. Преобразователь 2 преобразует электрические колебания в механические, которьш, распространяясь от его излучающей

15 поверхности 3 в объеме 6 исследуемой жидкости, отражаются от отражателя 4 акустических колебаний и возвращаются на преобразователь 2; Здесь ультразвуковые колебания преобразуются опять в электрический сигнал и поступают в измеритель 1, где и происходит определение скорости распространения акустических колебаний. В зто же самое время

25 оптико-электронный измеритель 5 показателя преломления света, например оптический интер|ферометр Майкельсона, в одно из плеч которого входят: отражатель 4 в качест30 ве оптического окна, объем 6 исследуемой жидкости и преобразователь 2 в качеств зеркала, испускает пучок света. П5ГЧОК света входит .через оптически прозрачный отражатель 4 в объем 6 исследуемой жидкости, отражается от оптически зеркальной излучающей поверхности 3 преобразователя 2 и возвращается через оптически прозрачный отражатель 4 в измеритель 5, где и происходит определение показателя преломления, света. Исходя из полученных значений скорости распространения акустических- колебаний и показателя преломления света определяют физические свойства жидкости, находящейся в исследуемом объеме 6, например соленость, плотность, температуру, сжимаемость т.п. В результате работы преобразователя 2 происходят колебания отражающей свет излучающей поверхности 3, а также изменения плотности в объеме 6 исследуемой жидкости, которые приводят к изменению оптической длины измерительной базы интерферометра, так как оптическая ось измерителя 4, расположенная в ходе измерений в объеме 6 исследуемой жидкости, совпадает с акустической осью элект35

40

45

50

55

роакустического преобразователя 2. Однако в мегагерцовом диапазоне частот ультразвуковых колебаний изменения оптической длины измерительной базы практически не оказывают влияния на результаты измерений показателя преломления света, и относительная погрешность измерений не превышает 10 .

Формула изобретения

1.Способ измерения физических свойств жидкостей, заключающийся в том, что формируют в жидкости свето- вой и акустический пучки, синхронно измеряют скорость распространения акустических колебаний и показатель преломления света на постоянной базе измерения,отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерений физических свойств жидкостей и разрешающей способности, пучки формируют одинакового поперечного сечения и направляют их таким об- разом, чтобы сечения их совместились и оси совпали на единой базе измерения.

2.-. Устройство для измерения физических свойств жидкостей, содержа-

0

5 0 5

Q

щее электронный, измеритель скорости распространения акустических колебаний, обратимый электроакустический преобразователь, электрически свя-. занный с измерителем скорости, . отражатель акустических колебаний, установленный соосно с электроакустическим преобразователем параллель-, но его излучающей поверхности, и оптико-электронный измеритель показателя преломления света, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений физических свойств жидкостей и разрешающей способности, отражатель акустических колебаний выполнен оптически прозрачным, излучающая поверхность обратимого электроакустического преобразователя выполнена оптически зеркальной, оптическая ось оптико-электронного измерителя показателя преломления света совпадает с акустической осью электроакустического преобразователя, а размеры электро- акустического преобразователя и отражателя акустических колебаний выбраны такими, чтобы в процессе измерений эффективные сечения светового и звукового пучков бьши равны и совмещены.

Изобретение относится к области нераэрушающих исследований и может быть использовало при измерении физических свойств различных жидкостей, например морской воды. Целью изобретения является повьшение точности измерений физических свойств жидкостей. и разрешающей способности за счет. измерения скорости распространения акустических колебаний и показателя преломления света в едином объеме жидкости. Электроакустический преобразователь излучает импульс механических колебаний в объем исследуе:- мой Жидкости, который., отражаясь от отражателя акустических колебаний возвращается к нему. Одновременно .. оптико-электронный измеритель показателя преломления света испускает ; пучок света, который входит через оптически прозрачный акустический отражатель..в объем исследуемой жид-, . кости, отражается от оптически зеркальной излучающей поверхности преобразователя и возвращается через оптически прозрачный акустический отражатель в измеритель. Единство измерительного объема обеспечивается с формированием светового и акустического пучков одинакового поперечного сечения, а направляют их таким образом, чтобы сечения их совместились и оси совпали на единой базе измерения. 2 с.п. ф-лы.1 нл. (Л С

Редактор В.Иванова

Составитель В.Гондаревский

Техред Н.Бонкало Корректор М.Шроши

Заказ 3389/43 Тираж 778Подписное

. BHHJfflH 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