Устройство для регистрации интенсивности кавитации



Устройство для регистрации интенсивности кавитации
Устройство для регистрации интенсивности кавитации

Владельцы патента RU 2700284:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к приборам для измерения переменных величин, а именно для измерения интенсивности кавитации, например, при обработке гетерогенных смесей органического происхождения. Предложено устройство для регистрации интенсивности кавитации, включающее блок питания, фотоэлектронный умножитель, предварительный усилитель, основной усилитель импульсов, счетчик импульсов, светонепроницаемую камеру со шторкой, блок управления шторкой, снабженной емкостью для исследуемого объекта, окном над емкостью. Причем боковые стороны емкости снабжены пьезокерамическим пластинами, а дно емкости снабжено нагревательным элементом, причем каждый из них соединен с блоками управления. Технический результат - расширение методов измерения интенсивности кавитации, а также повышение эффективности выбора технологических режимов при обработке гетерогенных смесей ультразвуком в режиме кавитации. 1 ил.

 

Изобретение относится к приборам для измерения переменных величин, а именно, для измерения интенсивности кавитации, например, при обработки гетерогенных смесей органического происхождения.

Известно устройство (патент РФ №2220413, Опубликовано: 27.12.2003 Бюл. №36), выбранный в качестве прототипа включающее блок питания, фотоэлектронный умножитель, предварительный усилитель, основной усилитель импульсов, счетчик импульсов, светонепроницаемую камеру со шторкой, источник света, блок управления шторкой, шторка снабжена емкостью для исследуемого объекта, причем над ней в шторке выполнено окно, что емкость для исследуемого объекта снабжена кюветой, выполненной из светопроводящего материала.

Недостатком данного прибора является, во-первых, небольшой спектр измеряемых величин, во-вторых, отсутствует возможность моделировать и оптимизировать параметры воздействия на изучаемые объекты.

Техническим результатом, получаемым от использования изобретения, является расширение методов измерения интенсивности кавитации, а также для повышения эффективности выбора технологических режимов при обработке гетерогенных смесей ультразвуком в режиме кавитации.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для регистрации интенсивности кавитации, включающее блок питания, фотоэлектронный умножитель, предварительный усилитель, основной усилитель импульсов, счетчик импульсов, светонепроницаемую камеру со шторкой, блок управления шторкой, снабженной емкостью для исследуемого объекта, окном над емкостью, отличающееся тем, что боковые стороны емкости снабжены пьезокерамическим пластинами, а дно емкости снабжено нагревательным элементом, причем каждый из них соединен с блоками управления.

На чертеже показана блок-схема устройства для регистрации интенсивности кавитации.

Устройство для регистрации интенсивности кавитации включает блок питания 1, фотоэлектронный умножитель 2, предварительный усилитель 3, основной усилитель импульсов 4, счетчик импульсов 5, окно 6, емкость 7 для моделирования технологических процессов обработки материалов ультразвуком в режиме кавитации, источник света 8, блок управления шторкой 9, пьезокерамические пластины 10 излучатели ультразвука, нагревательный элемент И, блок управления пьезокерамическими пластинами 12, блок управления нагревательным элементом 13, светонепроницаемая камера 14, шторка 15 снабжена емкостью для исследуемого объекта, причем над ней в шторке 15 выполнено окно 6, а емкость 7 для исследуемого объекта снабжена в нижней части нагревательным элементом 11, а боковые стороны выполнены в виде пьезокерамических пластин 10.

Устройство работает следующим образом. Подготовленную путем простого смешивания исследуемую гетерогенную смесь (например, смесь отрубей и воды, применяемую в производстве кормов для сельскохозяйственных животных) помещают в емкость 7, расположенную на шторке 15. Емкость 7 и шторка 15 размещены в светонепроницаемой камере 14. С помощью блока управления шторкой 9, функцию которого выполняет электромагнит, объект сначала перемещают под источник света 8 (например, галогенную лампу), а затем под фотоэлектронный умножитель 2, используемый в качестве светоприемника.

На фотоэлектронный умножитель 2 через окно 6 попадает поток квантов света, излучаемый гетерогенной смесью во время наложения ультразвука, вызывающий процесс кавитации, при помощи пьезокерамических пластин 10, которые являются преобразователями электрической энергии в ультразвук. После того как емкость 7 переместилась под окно 6, на блоке управления пьезокерамическими пластинами 12 устанавливаются режимные параметры, а при изучении влияния теплового фактора на блоке управления нагревательным элементом 13 устанавливают необходимые температурные режимы, которые обеспечивают нагревательные элементы 11. После того как все параметры установлены, начинается обработка гетерогенной смеси при выбранных режимах. При прохождении ультразвуковой волны через слой жидкой гетерогенный смеси возникает процесс кавитации. Одним из показателей интенсивности кавитации является измерение сонолюминесценции, то есть излучения света жидкостью, облучаемой ультразвуком в диапазоне от 20 кГц до 100 кГц, которую можно регистрировать даже при ультразвуковых параметрах, характерных для диагностического применения ультразвука.

При подготовке фотоэлектронного умножителя 2 для измерения свечений его в течении нескольких часов выдерживают в темноте под напряжением. Фотоэлектронный умножитель 2 эксплуатируют в режиме счета импульсов. После усиления, которое осуществляется предварительным усилителем 3, смонтированным на фотоэлектронном умножителе 2, и основным усилителем импульсов 4, импульсы формируются и регистрируются при помощи счетчика импульсов 5. Питание фотоэлектронного умножителя 2 и предварительного усилителя 3 осуществляется блоком питания 1.

Использование данного устройства для регистрации интенсивности кавитации по сравнению с прототипом ведет к увеличению функциональных возможностей, обеспечивая его применения на предприятиях связанных с переработкой растительного сырья, кормопроизводства, а также позволяет совершенствовать методы и аппаратуру для изучения поведения кавитационных эффектов в различных гетерогенных системах.

Устройство для регистрации интенсивности кавитации, включающее блок питания, фотоэлектронный умножитель, предварительный усилитель, основной усилитель импульсов, счетчик импульсов, светонепроницаемую камеру со шторкой, блок управления шторкой, снабженной емкостью для исследуемого объекта, окном над емкостью, отличающееся тем, что боковые стороны емкости снабжены пьезокерамическим пластинами, а дно емкости снабжено нагревательным элементом, причем каждый из них соединен с блоками управления.



 

Похожие патенты:

Использование: для измерения содержания механических примесей в жидких и в газообразных средах. Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно введен пробоотборник, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, внутри емкости для улавливания твердых частиц установлен бак, в котором размещен рассекатель воздушного потока, при этом дно бака и основание рассекателя воздушного потока образуют полость, соединенную воздухопроводом с пробоотборником.

Предложен способ и измерительное устройство для определения параметров качества газа, в котором газ или газовая смесь протекает как через ультразвуковой расходомер (4), так и через микротермический датчик (7), и первый используют для определения скорости звука и течения, а с помощью второго определяют теплопроводность и теплоемкость газа или газовой смеси.

Группа изобретений относится к метрологии, в частности к средствам контроля текучих сред. Устройство содержит генератор опорной частоты, генератор синусоидальных напряжений, два усилителя, полосовые фильтры, устройство коммутации аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, устройство визуализации, устройство управления, акустический насос, содержащий выход текучей среды, конструктивно и акустически связанный с волноводами, содержащими входы газа.

Изобретение относится к исследованию низкотемпературных свойств нефтепродуктов путем пропускания через них ультразвуковых волн и может быть использовано для экспрессного контроля температуры застывания и текучести в аналитических лабораториях нефтехимических предприятий, университетов и научно-исследовательских центров.

Использование: для определения физических свойств включений микронеоднородных жидкостей. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для определения физических свойств включений в микронеоднородной жидкой среде состоит из акустической системы, включающей штангу, на противоположных концах которой под углом 45° к ее оси установлены обратимый преобразователь и приемный преобразователь сигналов рассеяния, соединенные с аппаратным комплексом, при этом преобразователи имеют узконаправленную характеристику в режиме излучения и приема и установлены таким образом, что их характеристики направленности пересекаются в одной плоскости под углом π/2, а аппаратный комплекс включает тракт излучения, тракт приема сигналов обратного рассеяния под углом π, тракт приема сигналов рассеяния под углом π/2 и систему регистрации и обработки полученных результатов, содержащую двухканальный АЦП и компьютер, тракт излучения включает генератор-формирователь звуковых импульсов, последовательно соединенный с усилителем мощности и электронным коммутатором сигналов, первый выход которого соединен с обратимым преобразователем измерительной акустической системы, а второй с входом усилителя тракта приема сигналов обратного рассеяния, выход которого подключен к входу пикового детектора, выход которого соединен с первым входом АЦП системы регистрации и обработки данных, при этом приемный преобразователь подключен к входу усилителя тракта приема сигналов рассеяния под углом π/2, выход которого подключен к входу второго пикового детектора, выход которого соединен со вторым входом АЦП системы регистрации и обработки.

Изобретения могут быть использованы в системах (100) водяного охлаждения с открытой циркуляцией воды для борьбы с образованием отложений. Устройство включает основную часть (1) и вспомогательную часть (2), внутри которых перемещается вода (5), при этом вспомогательная часть (2) выполнена в виде обходной линии.

Использование: для измерения акустического импеданса среды. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют поочередное погружение акустического блока, выполненного в виде пьезопластины, возбуждающей колебания, в исследуемую и эталонную среды, расчет продольного и сдвигового акустических импедансов на основе численных значений коэффициентов для эталонной и исследуемой сред.

Изобретение относится к метрологии, в частности к способам измерения параметров передачи колебаний по жидкостному тракту. Способ определения параметров передачи колебаний по жидкостному тракту элементов трубопроводных систем заключается в том, что параметры передачи определяются с помощью измерений колебательного давления звукового поля, создаваемого возбудительным устройством в рабочей среде при двух или более вариантах акустического нагружения, в трех сечениях для каждого из двух измерительных патрубков, установленных до и после элемента, с учетом частотных зависимостей затухания и скорости звука в рабочей среде.

Использование: для определения режима многофазной смеси в трубопроводе. Сущность изобретения заключается в том, что на внешней поверхности трубопровода устанавливается группа излучателей, одновременно являющихся приемниками, которая прозвучивает (зондирует) ультразвуковыми колебаниями заданной частоты многофазный поток, движущийся в трубопроводе, перпендикулярно продольной его оси.

Изобретение может быть использовано для непрерывных измерений в режиме реального времени состава и других свойств отдельных фаз смеси нефти, воды и газа во время процесса добычи нефти.

Изобретение относится к области приборостроения, более конкретно к методам определения функции распределения частиц по размерам в нанометровом диапазоне. Интерферометрический метод определения функции распределения частиц по размерам основан на анализе изменений как амплитудных, так и фазовых соотношений интерферограмм, полученных до и после введения в рабочий объем интерферометра аэрозоля или взвеси частиц.
Изобретение относится к оптике и аналитической технике и может быть применено для определения наличия следовых количеств летучих веществ. Способ регистрации следовых количеств веществ в газовой среде, вызывающих поверхностную оптическую сенсибилизацию галоидного серебра под действием света в трехслойной тонкой пленочной структуре, содержащий зеркальный серебряный слой, защитный слой и слой из галогенида серебра, по изменению формы кривой коэффициента отражения падающего излучения от угла падения, отличающийся тем, что одновременно с засветкой молекул светом с частотой излучения, совпадающей с линией поглощения и вызывающей поверхностную оптическую сенсибилизацию, включается постоянное электрическое поле, параллельное плоскости пленок.

Изобретение относится к оптическим сенсорам и может быть использовано для детектирования различных веществ или иных наноразмерных объектов и определения концентрации веществ в очень малых количествах молекул с использованием комбинационного рассеяния света.

Изобретение относится к области люминесцентного анализа вещества и касается способа селективного определения ионов тяжелых металлов в водных средах люминесцентной мультизондовой системой.

Данное изобретение относится к области методов анализа механизмов поведения взрывчатых веществ (ВВ) при термических воздействиях и может быть использовано для исследования продуктов терморазложения ВВ.

Группа изобретений относится к определению оксидов азота в ракетных окислителях и может найти применение в лабораториях для контроля качества ракетных топлив. Способ определения содержания оксидов азота в ракетных окислителях заключается в охлаждении навески окислителя, постоянном измерении мощности светового потока, проходящего через слой паров над поверхностью окислителя, фиксации температуры пробы при достижении максимального значения мощности светового потока и расчете массовой доли оксидов азота.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, в частности к способу количественного определения суммы флавоноидов в плодах боярышника мягковатого (Crataegus submollis Sarg).

Изобретение относится к области сельского хозяйства и касается способа дифференциального регулирования подачи воды для широкозахватных дождевальных машин. Способ включает в себя измерение влажности почвы в полевых условиях непрерывно и автономно и определение необходимого количества воды для полива.

Изобретение относится к устройству, содержащему интегрированный вычислительный элемент (ICE), расположенный для оптического взаимодействия с электромагнитным излучением от текучей среды и, таким образом, формирования оптически провзаимодействовавшего излучения, соответствующего характеристике текучей среды, и способу использования устройства.

Изобретение относится к устройству, содержащему интегрированный вычислительный элемент (ICE), расположенный для оптического взаимодействия с электромагнитным излучением от текучей среды и, таким образом, формирования оптически провзаимодействовавшего излучения, соответствующего характеристике текучей среды, и способу использования устройства.
Наверх