Способ ультразвукового анализа состава газообразных сред

 

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1lII 580499

Савв Соеетских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.07.76 (21) 2382934j10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.11.77. Бюллетень ¹ 42 (45) Дата опубликования описания 22.11.77 (51) М. Кл.- О 01N 29/00

Государстееииый комитет

Совета Мииистрое СССР по делам изобргтеяий и открытий (53) УДК 534.614(088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Морозов, H. П. Воробьев и В. И. Янковский (71) Заявитель Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (54) С11ОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО АНАЛИЗА СОСТАВА

ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД

Изобретение относится к области измерительнои техники H italo>llpT быть использоВано для анализа состава различных газовых сред.

Известны способы ультразвукового анализа состава газовых сред, основанные на измерении скорости распространения или степени затухания ультразвуковых колебаний в газах (1J.

Однако известные способы практически не позволяют определять присутствие одного газа в другом в случае равенства молекулярных весов исходных компонентов, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ ультразвукового анализа состава газообразных сред, основанный на возбуждении в исследуемой среде ультразвуковых колебаний (2).

Однако использование данного способа достаточно затруднено из-за необходимости определения дисперсионных соотношений для широкого диапазона частот и сложности последующей обработки спектрометрической информации, что влечет за собой усложнение аппаратурной реализации способа.

Для упрощения анализа состава газообразчых сред по предлагаемому способу в исследуемой среде возбу>кдают ультразвуковые колебания конечной амплитуды, измеряют время прохождения ударным фронтом фиксированного расстояния до приемника ультразвуковых колебаний и по измеренной величине определяют дисперсию скорости колебаний для исследуемой среды.

11ри распространении волн конечной ампли5 туды в газах критическая величина давления во фронте волны для углекислого газа равна однои длине, что дости?кимо для пьезоэлектрических преобразователей. 11ри этом выполняются условия механическои и электрической

10 прочности, а расстояние формирования конечного разрыва (около 9,2 см) соответствует

Возмо?кностям импульсных улътразВукОВых приборов газового контроля. Для регистрации ширины фронта желательно использование

15 высокочастотных кварцевых, пьезокерамических или специальных тонкопленочных преобразователей для гиперзвукового диапазона частот. Регистрация ширины ударного фронта осуществляется путем измерения времени Т

20 прохождения фронтом расстояния до приемного преобразователя.

Время Т связано с шириной ударного фронта и скоростью С распространения скачка массовых скоростей следующей зависимостью:

25 е

T= —. Ширина б ударного фронта опредеС ляется параметрами анализируемой газовой смеси, В том числе характерным временем лаксации т и коэффициентом дисперсии m, 30 произведение которых характеризует диспер580499

Составитель О. Петров

Техред Н. Рыбкина

Корректор E. Хмелева

Редактор С. Хейфиц

Подписное

Заказ 2583/7 Изд. № 942 Тираж 1109

НПО 1осударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 сионные свойства среды и, следовательно, однозначно определяет состав бинарной газовой смеси при условии равенства скорости звука в исходных компонентах, в частности, таких смесей, как азот — окись углерода, закись азота — углекислый газ, окись азота — этан, и других бинарных и псевдобинарных смесей, имеющих равные средние молекулярные веса исходных компонентов.

Данный способ не представляет сложности для его аппаратурной реализации и позволяет достаточно просто измерять состав бинарных газовых смесей даже в случае равенства средних молекулярных весов исходных компонентов.

Формула изобретения

Способ ультразвукового анализа состава газообразных сред, основанный на возбуждении

j4 в исследуемой среде ультразвуковых колебаний, по дисперсии скорости которых судят о составе среды, отличающийся тем, что, с целью упрощения анализа состава газообраз5 ных смесей, в исследуемой среде возбуждают ультразвуковые колебания конечной амплитуды, измеряют время прохождения ударным фронтом фиксированного расстояния и по измеренной величине определяют дисперсию ско10 рости колебаний для исследуемой среды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гершгал Д. А., Фридман В. М. Ультразвуковая аппаратура промышленного назначе

15 ния. M., 1967, с. 248.

2. Akustische gasanalize durch Messung der

Schalldispersion, Teil 1, Grundlagen — Eigeaschaften «Arch. techn, Mess», 1971, № 421, 19 — 22.