Дифференциальный акустический интерферометр Советский патент 1991 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к технике акустического контроля и может найти применение в химической промышленности и научно-исследовательских лабораториях для прецизионных измерений акустических параметров жидких сред.

Цель изобретения - повышение точности, сокращение времени измерений и расширение диапазона исследуемых жидкостей за счет исключения ошибок, связанных с колебаниями температуры камер интерферометра и с различиями теплофизи- ческих параметров камер.

На чертеже схематически изображен дифференциальный акустический интерферометр.

Интерферометр содержит эталонную 1 и измерительную 2 камеру, блок 3 измерения скорости распространения ультразвука

в эталонной и измерительной 2 камерах и средство 4 поддержания температуры, N дополнительных измерительных камер 5 (на чертеже не показан случай для N 1), связанных с блоком 3 измерения скорости распространения ультразвука, и тепловой накопитель 6, выполненный в виде монолитного объема, различными плоскостями контактирующим соответственно в его изотермической зоне с эталонной 1 и измерительными камерами 2 и 5 и средством 4 поддержания температуры, теплоемкость накопителя 6 значительно больше теплоем- костей эталонной 1 и измерительных 2 и 5 камер.

Блок 3 измерителя скорости распространений ультразвука в эталонной 1 и измерительной 2, 5 камерах может быть выполнен, например, из коммутатора 7,

О

L

5

подключенного соответствующими выходами с камерами 1, 2 и 5 и генератора 8, цепь обратной связи которого подключена к входу коммутатора 7. Накопитель 6 может быть выполнен, например, в виде куба или цилиндра из алюминия с равными основанием и высотой (порядка 100 мм), теплопровод в виде стержня сечением около 100 мм и длиной 50 мм.

Кроме того, тепловой накопитель 6 выполнен с каналом 9, средство 4 поддержания температуры снабжено теплопроводом 10, установленным в канале 9 с зазором, тепловой контакт последнего с тепловым накопителем 6 выполнен по дну 11 анала 9, а датчик 12 температуры средства 4 поддержания температуры установлен на дне канала 9.

Устройство работает следующим образом.

Во все камеры заливают эталонную жидкость, например, дистиллированную воду. После включения блоков интерферометра в тепловую емкость накопителя 6 из средства 4 поддержания температуры устремляется поток тепла или холода в зависимости ют соотношения между заданной и текущей температурами накопителя 6, Одновременно с этим устанавливается температура исследуемых камер 1, 2 и 5. Это обеспечивается постоянной времени теплообмена накопителя 6, После установления заданной температуры измеряют резонансные частоты fi3, f23 и fs3 эталонной 1 и измерительных камер 2 и 5.

Дистиллированную вбду в измерительных камерах 2 и 5 заменяют на исследуемые жидкости и после установления резонансных частот f2M, f3M измерительных камер записывают их значения и частоту fi.n3 для эталонной камеры 1.

Относительные изменения скоростей ультразвука ДСа/Сэ и АСз/Сэ в исследуемых жидкостях, находящихся в измерительных камерах 2 и 5, по отношению к скорости ультразвука Сэ в дистиллированной воде, определяют в соответствии со следующими выражениями:

Ъ

f

Э1.и

(1)

Л

f

1 , и

f3-1

(2)

Повторный замер частоты fi3,M в эталонной камере 1 необходим для учета температурных дрейфов накопителя 6. При наличии температурных fi3 f 1,иэ. Отношения ffVf23 и fi3/f33 определяются отношением

акустических путей камер.

Использование изобретения обеспечивает преимущества, заключающиеся в повышении точности и сокращении времени .измерений за счет исключения ошибок, связанных с колебаниями температуры камер интерферометра и с различиями теплофизи- ческих параметров камер, находящихся в тепловом контакте с накопителем, обладающим большой теплоемкостью. В отличие от

прототипа, установка температуры в камерах интерферометра при их перезаливках происходит быстрее, что сокращает время измерений. Кроме того, во время установления температуры важно, чтобы она была

одинакова в эталонной 1 и измерительных камерах 2 и 5 и необязательно, чтобы она точно равнялась заданной, что также уменьшает время измерения.

Формула изобретения

1- Дифференциальный акустический

интерферометр, содержащий измерительную и эталонную камеры, блок измерения скорости распространения ультразвука в измерительной и эталонной камерах и

средство поддержания температуры, о т- лм чающийся тем, что, с целью повышения точности, сокращения времени измерений и расширения диапазона исследуемых жидкостей, он снабжен дополнительными измерительными камерами, связанными с блоком измерения скорости распространения ультразвука, и тепловым накопителем с изотермической зоной, контактирующим со средством поддержания

температуры, а изотермической зоной - с эталонной и измерительными камерами,

2. Интерферометр поп. 1, отличающий- с я тем, что тепловой накопитель выполнен с каналом, средство поддержания температуры

снабжено датчиком температуры и теплоотво- дом, установленным в канале с зазором и торцом, контактирующим с дном канала, на котором размещен датчик температуры.

Изобретение относится к технике акустического контроля и может найти применение в химической промышленности и научно-исследовательских лабораториях для прецизионных измерений акустических параметров жидких сред. Цель изобретения - повышение точности, сокращение времени измерений и расширение диапазона исследуемых жидкостей за счет исключения ошибок, связанных с колебаниями температуры камер интерферометра. Это достигается выполнением в едином массивном корпусе эталонной и N измерительных камер. В корпусе выполнен канал с теплопроводом, связанным со средством поддержания температуры, что обеспечивает создание изотермических областей в зоне расположения камер и возможность быстро1 смены образцов исследуемых жидких сред. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.