Способ динамической градуировки преобразователей солености растворов

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 19) 504 С 01 И 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 13,(56) Бобков В.П, и др. Теплоэнергетика, 1966, Р 8, с.57-60.Авторское свидетельство СССР В 458755, кл. С 01 М 27/02, 1972. (54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРАДУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОЛЕНОСТИ РАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к област исследования солености жидких сред и может использоваться при динамической градуировке датчиков (преобразователей) солености и электропроводности. Цель изобретения - рас ширение рабочего диапазона динамическои градуировки в сторону высоких частот. Суть изобретения - в создании внутри жидкости пространственной цилиндрической области с равномерно чередующимися областями, имеющими различную величину солености (в частности нулевую). Области с пониженной (или нулевой) соленостью образуются в местах пересечения солевого следа, оставленного при седиментации в жидкости солевым кристаллом, и пучка лазерного излучения. В фор-,В муле изобретения указываются границы диапазона размеров солевых кристаллов и диапазона коэффициентов по глощения лазерного излучения (исхо- с дя нз которых выбирается длина волны лазерного излучения) . Приводятся два режима градуировки, 2 з.п ф-лы. 1 ил.10 1 13Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для динамической градуировки измерителей солености и электропроводности растворов.Целью изобретения является расширение рабочего диапазона динамической градуировки в сторону высокихчастот,На чертеже изображено устройство,реализующее способ динамической градуировки преобразователей соленостирастворов.В сосуде с рабочей жидкостью выполнены оптические окна (не показаны) для пропускания в жидкость излу"чения лазера 2. Устройство также со"держит расщепитель З.для расщеплениялазерного луча на и лучей (на чертеже в=7) и направляющую 4, по кото"рой градуируемый измеритель солености 5 имеет возможность двигатьсявдоль сосуда 1.Наверху сосуда 1 над поверхностьюрабочей жидкости имеется дозатор(кристаллов соли (не показан), Величина кристаллов соли выбирается в диапазоне их объема (О, 0017 - О, 1)мм .зНижний предел величины кристалловсоли ограничивается возможностью ихседиментации в жидкости под действием собственного веса. Верхний предел объема кристаллов ограничен образованием за кристаллом при его се"диментации в жидкости кармановскойдорожки. Экспериментальные исследования позволяют считать данный диапазон оптимальным для достижения поставленной цели. Длину волны лазерного излучения выбирают из условияобеспечения нахождения спектральногокоэффициента поглощения жидкостьюлазерного излучения в диапазоне от2 мдо 1000 м ,При меньшем коэффициенте поглощения все излучение пройдет сквозьрабочую жидкость без заметного поглощения, При большем значительная частьизлучения задержится в пограничныхслоях жидкости. От расщепителя 3 при реализации способа можно отказаться в случае, если стенки сосуда 1 выполнить зеркальными для лазерного луча, наклоненного под углом к вертикали.Устройство для реализации способа работает следующим образом. 03911 2С помощью дозатора опускают в сосуд 1 с жидкостью кристалл соли,который седиментирует в жидкости поддействием силы тяжести. При этом, 5,растворяясь в жидкости, кристаллоставляет за собой солевой след одного диаметра, несмотря на уменьшение его размеров,Длина следа определяется размерами кристалла, диаметр - физической природой растворителя (но не диаметром кристалла), Поэтому, если необходимо увеличить диаметр солевогоследа, то опускают в жидкость несколько расположенных рядом кристаллов соли. Солевой след имеет время жизниоколо 2 мин ввиду малого значения коэффициента диффузии соли в большинстве жидкостей (например, коэффи 20 циент диффузии соли в воде 0=-10см /с) .Затем включают лазер 2 и "простреливают солевой след серией параллельных лазерных лучей, Формируемыхрасщепителем 3. При этом в рабочей жидкости формируются зоны повышенной температуры 7, пересекающие солевой след 6.Коэффициент диффузии тепла в жидкости превьшает коэффициент диффузии соли на два порядка (например, температуропроводность воды равна .10 см/с), Поэтому в точках пересечения через несколько секунд из-за термодиффузии неоднородности по солености (и температуре) будут отсутствовать и солевой след 6 йримет вид "прерывистого" цилиндраТаким образом, в рабочей жидкости Формируется пространственная зона с чередованием значений солености жидкости и с временем жизни около 2 мин, Перемещая преобразователь 5 вдоль солевой неоднородности последовательно с различными скоростями и регистрируя при этом его выходной сигнал, осуществляют динамическую градуировку преобразователя 5. Частота входного сигнала будет зависеть от скорости перемещения преобразователя 5, Аналогичные результаты динамической градуировки можно получить и на устройстве, в котором прерывистые солевые метки получаются с помощью зеркал и одного лазерного луча.Если перемещение градуируемого преобразователя 5 вдоль солевого следа 6 начать сразу после прекраще 30 35 40 45 50 551303911 ния лазерного импульса и закончитьперемещение еще при жизни тепловойнеоднородности (менее, чем через6-8 с), то за время перемещения напреобразователь будут воздействоватьпульсации солености различной амплитуды, что позволяет определить предельную чувствительность преобразователя к пульсациям и амплитуднуюхарактеристику последнего. 10Другой режим градуировки можнообеспечить, начав перемещение преобразователя через 6-8 с после окончания действия лазерного излучения.Тогда формируется след типа нсоленость - отсутствие соленостиП р и м е р. В качестве рабочейжидкости использовалась дистиллироованная вода при 18 С, в качестве седиментирующих кристаллов соли исполь зовались кристаллы поваренной солиобъемом 0,001 в ,01 мм . Изпользовалэся неодимовый лазер, работающий врежиме свободной генерации на длиневолны 1,06 мкм, а в качестве градуируемого преобразователя был использован датчик- электропроводности разработки ОКБ океанологической техникиинститута океанологии имени П.П.Ширшова АН СССР, Для визуализации солевых и тепловых неоднородностей использовался теневой прибор. Известно,что коэффициент поглощения воды надлине волны 1,06 мкм - 0,12 смкоэффициент термодиффузии в воде Равен л 10 см /с, а коэффициент диффузии поваренной соли в воде равен10 см /с.При седиментации в воде кристал=лов поваренной соли в ней получается 40солевой след строго постоянного диаметра (1,5 + 0,1) мм со средней концентрацией 1,57, длиной более 1 м,временем жизни 2 мин.При поглощении водой импульсного 45сфокусированного излучения неодимого лазера энергией 1 Дж/импульс вней возникала тепловая неоднородность(диаметром от 1 до 2 мм в областикаустики линзы) со средним превышением температуры над фоном в несколько градусов. Длина температурной неоднородности 30 см, время жизни6 - 8 с,4При пересечении солевой и тепловой неоднородностей время жизни солевой неоднородности сокращалось с 2 мин до нескольких секунд. Следовательно, через несколько секунд при выполнении описанных условий эксперимента в воде формируется среда с заданным распределением солености, необходимая для достижения поставленной цели. Формула изобретения 1. Способ динамической градуировки преобразователей солености растворов, заключающийся в том, что перемещают градуируемый преобразователь относительно среды с известным пространственным распределением солености и одновременно регистрируют выходной сигнал градуируемого преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона динамической градуировки в сторону высоких частот, среду. с известным пространственным распределением солености создают путем седиментации в неподвижной жидкости кристалла соли объемом от 0,001 доЛ0,1 мм с последующим облучением импульсным лазерным излучением участков равной длины полученного солевого следа, расположенных на одинаковых расстояниях друг от друга, при этом длину волны лазерного излучения выбирают таким образом, чтобы спектральный коэффициент поглощения излучения раствором находился в пределах от 2 до 1000 м , а градуируемый преобразователь перемещают вдоль полученного солевого следа.. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что перемещение градуируемого преобразователя вдоль полученного солевого следа проводят в интервале времени от 0 до 6-8 с после окончания облучения импульсным лазерным излучением.3, Способ по п.1, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что перемещение гра. дуируемого преобразователя вдоль полученного солевого следа проводят через 6-8 с после окончания облучения импульсным лазерным излучением,.Калечицчук Корректор тавител ред А.Кр едактор А.Долини учар, Заказ 1302 44 Тираж 777 ПодписноВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д, 4/ Про дственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектн