Способ определения концентрации взвешенных частиц в суспензиях

СОЮЗ СОВЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН124452 511 4 С 01 Н 29/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Отдел теплофизики АН УэССР (72) И.И. Киндер, Е.К. Резник, В.Н. Худайбердыев и А.П. Арутюнов (53) 620. 179. 16 (088. 8 )(56) Авторское свидетельство СССР В 637662, кл. С 01 Н 29/02, 1976.Носов В.А. Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры, М,:Машиностроение, 1972, с.183-189. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ В СУСПЕНЗИЯХ (57) Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств жидкой среды, в частности кспособам измерения концентрации частиц вещества, взвешенных в жидкости,Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения. Согласно изобретению исследуемую среду (суспензию) предварительно подвергают накачке пузырьками воздуха до насыщения, затем через среду пропускают ультразвуковойсигнал, регистрируют его величинуна выходе, в частности определяюткоэффициент поглощения акустическогосигнала средой и по величине егосудят. о контролируемом параметре.2 ил.Изобретение относится к исследованиям физико-химических свойствжидкой среды, в частности к способам измерения концентрации частицвещества, взвешенного в жидкости,и может найти применение в химической и бумажной промышленности дляанализа свойств бинарной среды -суспензии по .акустическим параметрам, а также для непрерывной регистрации этих параметров в технологическом процессе,11 ель изобретения - повьппение чувствительности и точности измеренияконструкции аНа фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг, 2 - графики зависимости коэффициента поглощения ультразвуковых колебаний от концентрации взвешенных частиц в суспензии, насыщенной пузырьками воздуха (кривая 1), и в суспензии, ненасыщенной пузырьками воздуха (кривая 11), при частоте Й ультразвуковых колебаний, равной 1,25 МГц.Устройство, реализующее способ определения концентрации взвешенных частиц в суспензиях, содержит генератор 1 возбуждающих радиочастотных импульсов, подсоединенный к излучающему пьезопреобразователю 2, приемный пьезопреобразователь 3, соединенный через усилитель 4 с регистратором 5 Пьезопреобразователи 2 и 3 помещены в сосуд 6 с исследуемой суспензией на фиксированном расстоя.нии друг от друга. Для насыщения жидкости (исследуемой среды) пузырьками воздуха устройство снабжено мик сером 7. Способ осуществляют следующим образом.Пропускают ультразвуковые колебания через исследуемую суспенэию, принимают прошедшие суспензию ультразвуковые колебания и измеряют коэффициент поглощения этих колебаний. При этом исследуемую жидкость предварительно подвергают накачке пузырьками воздуха до насыщения.Пузырьки воздуха налипают на частицы вещества, взвешенного в жидкости, значительно изменяя акустические параметры проходящей ультразвуковой волны. Чем больше концентрация вещества в жидкости, тем больше количество пузырьков воздуха задер 40 45 50 55 данных.Для непосредственного измерения концентрации шкала регистратора 5 градуировалась в единицах концентрации (мг/л). Для перевода показаний регистратора 5 в единицы концентрации можно было бы использовать и градуировочную кривую Е (фиг, 2). Дпя градуировки использовался способ "сухого остатка", который заключается в фильтрации двухкомпонентной системы с последующим высушиванием и взвешиванием сухого остатка.Сравнение результатов измерения концентрации частиц вещества предлагаемым способом и обычным акустическим способом (без использования накачки воздуха) показано на фиг. 2, где кривая 1 соответствует случаю накачки пульпы пузырьками воздуха,жится на частицах вещества и тембольший вклад частицы воздуха внесут в изменение акустических параметров.Способ реализуется следующимобразом.Пьезопреобразователь 2, возбуждаемый генератором 1, излучает висследуемую суспензию, насыщенную 10 с помощью миксера 7 пузырьками воздуха, акустические волны, которыепосле приема и преобразования вэлектрический сигнал преобразователем 3 усиливаются усилителем 4 и 15 поступают на регистратор 5. В качест"ве исследуемой среды была выбранабумажная пульпа. Концентрация бумажной пульпы измерялась по определениюкоэффициента поглощения акустических 20 волн в диапазоне частот 1,25 - 5,25 МГци варьировалась в интервале 0,152,0 мг/л.Результаты измерений зависимости коэффициента поглощения от сте пени накачки среды воздухом выявили следующую закономерность. По мере накачки исследуемой среды и темсамым по мере увеличения налипшихна частицы вещества пузырьков возду ха коэффициент поглощения (М ) ультра.звуковых колебаний в начале растет,а затем при достижении насыщениясреды воздухом становится постоянным, Начиная с этого момента проводились замеры концентрации, Измерения проводились на частоте сигнала,равной 1,25 МГц. Частота сигналакак наиболее оптимальная была выбрана на основании экспериментальныхТираж 778Государственного комитета СССелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб к 4/ зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,а кривая 11 - без накачки пульпы.Из графика видно, что наклон прямой1 во много раз больше наклона прямой 11 и, следовательно, точностьизмерения в первом случае во многораз вышее, чем во втором, посколькуточность измерения возрастает пропорционально отношению тангенсовуглов наклона кривых 1 и 11. Формула изобретения Способ определения концентрациивзвешенных частиц в суспензилх,заключающийся в том, что излучают в исследуемую суспензию ультразвуковые колебания, принимают прошедшие суспензию ультразвуковые колебания и измеряют коэффициент поглощения этих колебаний, по величине которого определяют концентрацию взвешенных частиц, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения 1 О чувствительности и точности измерения, .исследуемую: суспензию предварительно подвергают накачке пузырьками воздуха до насыщенйя,