Способ измерения интенсивности ультразвукового поля в жидкости

(51) 5 ЯМ ОБР ровочной кривой зати ультоазвука от поднятия жидкости ют искомую величиеделения интенполя по данным жидкости, в котоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПРИ ГКНТ СССР(71) Грозненсклй нефтяной институт им. акад. М.Д.Миллионщикова(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОЛЯ В М(ИДКОСТИ(57) Изобретение относится к измерительной технике иможет быть использовано для определения интенсивности ультразвукового поля в жидкости. Целью изобретения явИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения интенсивности ультразвукового поля.Известен способ опрсивности ультразвуковогоизмерения температурырой он распространяется,Недостатком способа является сложность технического исполнения и отсутствие возможности измерить интенсивность ультразвука в малых объемах жидкости или через небольшие площади,Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения интенсивности ультоазвукового поля в жидкости, заключаощийся в том, что в исследуемую среду устанавливают капилляр, увеличивают давление в капилляре, возбуждают кавитацию пад торцом капилляра и измеряют максимальную скорость поднятия жидкости по капилляру при увеличении давления в ка 2ляется повышение точности измерения. Цель достигается за счет того, что капилляр диаметрам 3 - 5 мм предварительно заполняют прозрачным расплавом, кристаллизуют расплав, герметизируют капилляр, расплавляют кристаллический столб с одной стороны, оставляя с другого его конца кристаллическую затравку, размещают капилляр в термостатируемую жидкость, при этом одновременно переохлаждают расплав. Излучателем возбуждают ультразвуковые колебания и измеряют скорость перемещения кристаллического фронта в капилляое. Интенсивность ультразвукового поля определяют по кривой зависимости скорости перемещения кристаллического фронта от интенсивности ультразвукового излучения. 2 ил,пилляре, Затем по тари висимости интенсивно максимальной скорост по капилляру определя ну. Недостатком этого способа является ограниченный диапазон измерения, так как может быть измерена лишь интенсивность, превышающая порог кавитации для данной жидкости. Точность указанного способа невысока ввиду того, что интенсивность кавитацион ного процесса в жидкости, сообщаемой с атмосферой, со временем ослабевает, так как постепенно уменьшается количество ядер кавитации. Кроме того, действие ультразвука увеличивает температуру и изменяет концентрацию растворенного газа. Для реализации способа-прототипа требуется сложное аппаратурное обеспечение(компрессор, измеритель максимальной скорости и другие устройства, усложняющие способ), 1.Вльго изобретения яаляе)ся пг;.ьиое 1. И г т ъЦ 1.8 С" И И Я 1 л В Р1ПОста Вленная )ВГь достигается те 1, ,:",;В ИЗр"ГМ ГР"ОбР л(л: 1) 11 лЛ л:Тенл)гНОС:11 УЛЬТР 8311 УКОВОГО П,ЛЯ Г Я;)Л.ОГ,"лК)1 ОиаОЩВМС)1 В ГО,л, ЯТ;) ,(ИДКОГ) .,устанаолиВВОт ка)и ЯЯО "Г)Ябч(цй)от ьжиДкЗст)1пругие колеба 1:Я,):1;8"Яь)тСКОрОСГЬ Г)Е,СМВЩегИЯ )ЛВ)К(1)аЗНОГОВНИЦЬВ КВПИЛЛЯСВ."О С(ОГ);,"1 И П ВДЕЛЯ;РгГ ИН.тенсиВно;ть со ДЗВЯВХ 15 ГО Л 1:тс:.13 ВухОВО Г)110)Я Р -а 488 г Ве Ь 8)Кфаа, ,1;Ч:, 1,": Нл 1)ЬПОЛЬЗгдОТ КРлСТ.гдлВСК 1 Й фог), - ВОЗНИКВП Щ и ". и и и 3 а и и Г н В н и ц (, ) ь;1, я:, .1,; ОД).;)ГР 8,.1 ЕЬН М ПВРЕОХДВВВНИЕ": Г,3Воздеисте 1 ии ультразукооьх кдлеоаняуС Р Г Г 1 ОГ 1 Г Г Д Г М Г1 Ц Я К П 1 гт Л Л И Я . .К 010 фРО 1.ГГ ПРИ ПОСТОН 1 Г"818; Д)КД 81;И)л Ра.,ПЛВВВ И ЗВПВЯННОМ (ЗВКРьОМКВПИЛЛЯ)Е ДИа)леТРОМ " ";.) 1 М ОДНОЗНВЬ 1 ОСВЯЗВ Н ) С ИН ГВНСИГ)НО ГЬ 10 УЛ ", Р;18лДгрьяСВЕгу+ОО г гфРг:лд )щИ) р.г" дг. ,тСИМО;.ТЬ СКОРОСТИ 1 ЕРВМЕЩВНИЯ .8;1(фа 3"10 и Г." а н ; ) ь) 0: и и т 1 я Г ". Во с т и гл ьт р а 3 ю. 1 г :об". )ОВлег.а кааи Г".ион 1 ьм Г)рое.";ом,",1 кщ )Ь)Ра)л:Я гаЗГ) ЗЬХ ПУЗЬРЬКСР, В /,Г ИВОИХСЯ 3 ПОВЕРХНОСТИ ТЗВР г)Й фаЗЬ 1, Г"Си"ор) Г откаль 188 и", от нор 1 гльбггогОВСГЛ".В: УКВСТВЗ (;.18 .-., -,И: .;За) ;,)гВоЯТ " 4"-,"лч. "г "гРОСТКрй.")адл 1 лл)ВСК)Гг) (;0 Та, ."б(.Ы .: И 1 ТГ".1 С Л В Н СТ Ь "Л 1: Т:,В:" В,Л; аТ 1", М Ь Е Н Ь О8КРИТлЯВСК)Д) Ра)ИУС ГВЗОВОГО Г;3 ,0 "РЯ(,ХЛОГ;ЫВ .НИЯ):То 1)В.Т ( РОСТц "с, . О;КИСТЗЛУ 1 Ил)ЕСОГОО" Т,1:С)1 И 1)ИВ ВТО КВП)Л)Л ЯРВ МР, ь 1, ЧТО С(ОРОСТ КРИСТВЛ/:1)ЯСС"(,О:)1);1)1 ТВ гуау 1 астках .ртЯ)1(е 1)осГьг) Вб ,.,л Восп)Ои;.;Во;,ИГСЯ; О)ОИб,.о,;. ГО 51НВОГ)К)ла 101(.:Я УЦВЛ 0 ТВНОВКИ КПУС",.Л)1."ЧВСКОГО ф,О(Та, ТВК КВК На МС(т 18,"-:Нг) ); ГоаНИ 18 ПосВЛЯК) ГСЯ ПУ, 11 г. л Г, 1.ЗЗПОТНЯОЩИЕ ВСВ СЕЧВН 18 К;-.01 лл).ЯР;. ",О 1).,а,РЗНИЦЬ ГРВ КОгЩВН)1)81 ИЯ егГ ВЬ 1(8 ВЯИЛ 1,.10 гоо 1 лрн Г) ВЬ таДь 11 Ц Р ПГ)ОЦВС Е ПЕРЕ; (1.ЭНИЯИС, адл ИЦ КО, ) С)ПНТа-,: р., г . - 53 л;О: -, И; Г, Я 0 П р 8 и В а)ь Годьно аг НЯОТ ОВСПЛВРОМ, НаоРИМВРперемегцения (/) кристаллическоГО фаонта салола от интенсивностиультразвука.устрОйство содержит капиллЯр 1 Диа- метром, например 4 мм и длиной 120 мм, На капилляре 1 нанесены сантиметровые метки. Капигляр 1 размещен в термостг 1 ируемай бане 2. ,предс;авляющей собой розрачную ванну с жидкостью, например водОЙ, у бакоВой стенки катапсй расположен источ ик 3 у/ь;.,.азвуковых калеаний. Устройство Включает также термастат и сек/н Вамеа /не показа но 1П р и м е р. а к:пилляр 1 указанных размеров Ввели салол при 4;"С. Салол имел 0 "еттемпеаатуу плавления 42 1,. и спасГ,ВН переахладать(фя Дри комнатной 1 В:"яп ра Т/"а (25 С) В КВПИЛЛяа , ВВЕЛИ КристР ЛГИ" скую затраг,ку и закристаллизовали еГО содержимое. Затем капилл.;р 1 с обоих концов геаметически закрыли. С адг ого конца кдпи/ /, ал 1 риста;,лицск; а фд": паи/авляют, нагреВая В ГО, напримэп, над зле строп/1 иткой, а с другого конца кап:,лляра 1 Оставля,а" .для затравки кристаl/НзаВанн ый .,талбик са/1 ала,":;линой 10 мм, Затс капилляр 1 Вертикальна устанавливают Вг эан 10 2, темастатируемуфа при 22 С / ри этом переахлаждение сагала /АГ) равна д".С, так как температура . лавлениГ:алолз равна 42"С, Затравку располагаат в нижней части капилля а 1. Иэлучатейем 3 Возбуждают ультразвуковые колебания В переахлаждаемам расплаве салола, Кри".,Талли еский фронт с салоле перемещается снизу вверх, Скооасть его перемещения определяют с памошью секундомера и меток на кагилляре " В трех паследава,ельных опытах при прочих одинаковых условиях получены сле ду",ащие значения скоростей: /1=- 1,0 Я мм//с, Ъ =; 1,20 мм/с, Чз = 1,11 мм/с,Срщняя скорость /ср1,13 мм//с. По градуировачнай кривой,фиг.2) опреде; яем интенсивность 1 чльтраэсукОВОГО паля и излучателя 3, 1 = 2,10 Вт/м .2Зто значение харашо Г агласуется е данными, полученными калориметрическим методом. В качестве расплава, вводимого в капилляр, кроме салола можно испольэоватьтимол, азотно-кислый кальций и другие прозрачные вещества, имеющие температуру5 плавления не более 100 С и да/ащие в капиллярах диаметром 3 - 5 мм устойчивыйкристаллический фронт при переохлаждении до 20 - ;50" С,Использование предлагаемого способаО по сраьнению с:.звесным (прототипом)имеет следующие преимущества: сохранение неизменной концентрации газа в термостатируемом расплаве В процессекави"ации, что повышает точность способа.15 Испо/;ьзавание скорости перемещения кри:таллическага фронта для определения интенсивности ультразвукового поляпозволяет ра:ширить диапаон измерения,":спольэава.ие для измерения Скорости пе 20 ремещения кристаллического фронта секундамеоа и сантиметровой шкалызначительна упрощает приборную реализаци,а способа, а также трудоемкость выполнь,;ия операций.Формула изобретения Способ измерения интенсивности уль тразвукаеага поля в жидкости, заключающийся В там, что в жидкость устанавливают капилляр, возбуждают в жидкости упругие колебания, измеряют скорость перемещения межфазной границы в капилляре и по 35 скорости определяют интенсивность создаваемого ультразвукового поля, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в качестве межфазной границы использу,от кристаллический 40 фрОнт, Возникающий при заполнении капилляра диметром 3 - 5 мм прозрачным расплавам при его кристаллизации, расплавлении с оставлением затравки, термостати рова нии с одновременным 45 переохлаждением при воздействии ультразвуковых колебаний,УЕ 1фави-" с+к" ЛФ"ак":рЯо-онадор 08 ктор , ПалийЗ", аэ Фирак подписноеВНИИХИ Госудао тведного комитета по иаоб.втвнилм и открьгтиям ври ГКНТ СССР1 13 О 35, Москва, Ж, Раущская наб., 4/ЬДроиаводстванно.изратву; скцс:годинататрнт" -"ород уд а-арна