Способ измерения физических свойств жидкостей и устройство для его осуществления

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) (594 С 01 N 2 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

Г с д я t.,:

@ТИХ г, К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3549452/2 -28 (22) 07.02.83 (46) 23.06.86. Бюл. )) 23 (71) Морской гидрофизический институт АН УССР (72) В.И.Бабий. (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР

9 717633, кл.. G 01Н 21/46, .1976.

Авторское свидетельство СССР

1) 868434, xa. G 01 N 1/24, 1978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ .ФИЗИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ И.УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области нераэрушающих.исследований и может быть использовано IlpH измерении фи. зических свойств различных жидкостей, например морской воды. 11елью изобрете.. ния является повышение точности из мерений физических свойств жидкостей. и разрешающей способности эа счеъ из мерения скорости распространения акустических колебаний и показателя преломления света s 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 пока.зателя 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 оте ражатель в измеритель. Единство измерительного объема обеспечивается 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 ил, 1239586

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

Целью изобретения является. повышение точности измерений физических свойств жидкостей и разрешающей способности за счет 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 световой пучки одинакового. диаметра. Формирование пучков производят таким образом, чтобы их оси совпадали на базе измерения. Синхронно измеряют скорость распространения акустических колебаний и показатель преломления света на постоянной базе измере— ния в едином объеме жидкости.

Затем по измеренным параметрам определяют физические свойства жидкости.

Устройство для измерения физических свойств жидкостей, реализующее предлагаемый способ, содержит электронный измеритель 1 скорости распространения акустических колебаний, обратимый электроакустический преобразователь 2 с оптически зеркальной излучающей поверхностью 3, электрически связанный с измерителем 1 скорости, и оптически прозрачный отражатель 4 акустических колебаний, установленный соосно с электроакустнческим преобразователем 2 параллельно его излучающей поверхности 3. Кроме того, устройство содержит оптико-электронный измеритель 5 показателя преломления света, оптическая ось которого 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 быпи равны, например, отражатель 4 и преобразователь 2 могут быть выполнены в виде дисков с pcLBHblMH диаметрами. Позицией 6 обозначен объем исследуемой жидкости.

Устройство работает следующим образом.

Электронный измеритель 1 скорости распространения акустических колебаний, например импульсно-фазовый измеритель скорости ультразвуковых колебаний, вырабатывает электрический импульс, который возбуждает обрати-, мый электроакустический преобразо1п ватель 2, например пьезоэлектрический преобразователь. Преобразователь 2 преобразует электрические колебания в механические, которые, распространяясь от его.излучающей 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 это же самое время

2 оптико-электронный измеритель 5 показателя преломления света, например оптический интерферометр

Майкельсона, в одно из плеч которого входят: отражатель 4 в качестзо ве оптического окна, объем 6 исследуемой жидкости и преобразователь

2 в качеств е зеркала, испускает пучок света. Пучок света входит,через оптически прозрачный отражатель 4 в объем 6 исследуемой жидкости, отражается от оптически зеркальной излучающей поверхности 3 преобразователя 2 и возвращается через оп- тически прозрачный отражатель 4 в

40 .измеритель 5, где и происходит определение показателя преломления света.

Исходя из полученных значений скорости распространения акустических колебаний и показателя преломления света определяют физические свойства

45 жидкости, находящейся в исследуемом объеме 6, например соленость, плот.ность, температуру, сжимаемость т.п.

В результате работы преобразователя 2 происходят колебания отражаю щей свет излучающей поверхности 3, а также изменения плотности в объеме 6 исследуемой жидкости, которые приводят к изменению оптической длины измерительной базы интерферо 5 метра, так как оптическая ось измерителя 4, расположенная в ходе измере ний в объеме 6 исследуемой жидкости, совпадает с акустической осью элект- .

12395

Составитель В.Гондаревский

Редактор В.Иванова Техред Н.Бонкало Корректор М.П1роши

Заказ 3389/43 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ 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

3 роакустического преобразователя 2.

Однако в мегагерцовом диапазоне частот ультразвуковых колебаний изменения оптической длины измерительной базы практически не оказывают влия5 ния на результаты измерений показателя преломления света, и относительная погрешность измерений не превышает

106.

t0

Формула изобретения

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

2.; Устройство для измерения физических свойств жидкостей, содержа86 4 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, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений физических свойств жидкостей и разрешающей способности, отражатель акустических колебаний выполнен оптически прозрачным, излучающая поверх" ность обратимого электроакустического преобразователя выполнена опти-. чески зеркальной, оптическая ось оптико-электронного измерителя показателя преломления света совпадает с акустической осью электроакустического преобразователя, а размеры электроакустического преобразователя и отражателя акустических колебаний выбраны такими, чтобы в процессе измерений эффективные сечения светОвого и звукового пучков были равны и совмещены.