Способ определения концентрации взвешенных частиц в суспензиях

 

Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств жидкой среды, в частности к способам измерения концентрации частиц вещества, взвешенных в жидкости. Целью изобретения яапяется повьш1ение чувствительности и точности измерения . Согласно изобретению исследуемуюсреду (суспензию) предварительно подвергают накачке пузырьками воздуха до насыщения, затем через среду пропускают ультразвуковой сигнал, регистрируют его величину на выходе, в частности определяют коэффициент поглощения акустического сигнала средой и по величине его судят о контролируемом параметре. 2 ил. с 1C ф| СП « се

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Д1) 4 G 01 N 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3849206/25-28 (22) 28.01.85 (46) 15.07.86, Бюл. Р 26 (71) Отдел теплофизики АН УэССР (72) И.И. Киндер, Е.К. Резник, В.Н. Худайбердыев и А.П. Арутюнов (53) 620. 179. 16 (088. 8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

В 637662, кл. С 01 N 29/02, 1976.

Носов В.А. Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры, M. .ÌàøèHîñòðoåHèå, 1972, с.183-189. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ B СУСПЕНЗИЯХ (57) Изобретение относится к области исследования физико-химических

„„SU„„1244579 A 1 свойств жидкой среды, в частности к способам измерения концентрации частиц вещества, взвешенных в жидкости.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения. Согласно изобретению исследуемую.среду (суспензию) предварительно подвергают накачке пузырьками воздуха до насыщения, затем через среду пропускают ультразвуковой сигнал, регистрируют ei.о величину на выходе, в частности определяют коэффициент поглощения акустического сигнала средой и по величине его судят. о контролируемом параметре.

2 ил.

1244579

Изобретение относится к исследованиям физико-химических свойств жидкой среды, в частности к спосоL бам измерения концентрации частиц вещества, взвешенного в жидкости, и может найти применение в химической и бумажной промышленности для анализа свойств бинарной среды— суспензии по .акустическим параметрам, а также для непрерывной регистрации этих параметров в технологическом процессе.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерения конструкции.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — графики зависимости коэффициента поглощения ультразвуковых колебаний от концентрации взвешенных частиц в суспензии, насыщенной пузырьками воздуха (кривая I) .и в суспензии, ненасыщенной пузырьками воздуха (кривая II) при частоте f ультразвуковых колебаний, равной 1,25 11Гц.

Устройство, реализующее способ определения концентрации взвешенных частиц в суспензиях, содержит генератор 1 возбуждающих радиочастотных импульсов, подсоединенный к излучающему пьезопреобразователю 2, приемный пьезопреобразователь 3, соединенный через усилитель 4 с регистратором 5. Пьезопреобразователи 2 и 3 помещены в сосуд 6 с исследуемой суспензией на фиксированном расстоя.нии друг от друга. Для насыщения жидкости (исследуемой среды) пузырьками воздуха устройство снабжено мик сером 7.

Способ осуществляют следующим образом.

Пропускают ультразвуковые колебания через исследуемую суспенэию, принимают прошедшие суспензию ультразвуковые колебания и измеряют коэффициент поглощения этих колебаний. При этом исследуемую жидкость предварительно подвергают накачке пузырьками воздуха до насыщения.

Пузырьки воздуха налипащт на частицы вещества, взвешенного в жидкости, значительно изменяя акустические параметры проходящей ультразвуковой волны. Чем больше концентрация вещества в жидкости, тем больше количество пузырьков воздуха задер40

55 данных.

Для непосредственного измерения концентрации шкала регистратора 5 градуировалась в единицах концентрации (мг/л). Для перевода показаний регистратора 5 в единицы концентрации можно было бы использовать и градуировочную кривую Е (фиг. 2).

В

Дпя градуировки использовался способ "сухого остатка", который заключается в фильтрации двухкомпонентной системы с последующим высушиванием и взвешиванием сухого остатка.

Сравнение результатов измерения концентрации частиц вещества предлагаемым способом и обычным акустическим способом (без использования накачки воздуха) показано на фиг. 2, где кривая I соответствует случаю накачки пульпы пузырьками воздуха, жится на частицах вещества и тем больший вклад частицы воздуха внесут в изменение акустических параметров.

Способ реализуется следующим образом.

Пьезопреобразователь 2, возбуж даемый генератором 1, излучает в исследуемую суспензию, насыщенную

10 с помощью миксера 7 пузырьками воздуха акустические волны, которые после приема и преобразования в электрический сигнал преобразователем 3 усиливаются усилителем 4 и

15 поступают на регистратор 5. В качест" ве исследуемой среды была выбрана бумажная пульпа. Концентрация бумажной пульпы измерялась по определению коэффициента поглощения акустических

20 волн в диапазоне частот 1,25 - 5,25 МГц и варьировалась в интервале 0,152,0 мг/л.

Результаты измерений зависимости коэффициента поглощения от сте25 пени накачки среды воздухом выявили следующую закономерность. По мере накачки исследуемой среды и тем самым по мере увеличения налипших на частицы вещества пузырьков воздуЗО ха коэффициент поглощения (М ) ультразвуковых колебаний .в начале растет, а затем при достижении насыщения среды воздухом становится постоянным. Начиная с этого момента проводились замеры концентрации. Измере35 ния проводились на частоте сигнала, равной 1,25 МГц. Частота сигнала как наиболее оптимальная была выбрана на основании экспериментальных

1244579

Формула изобретения

Способ определения концентрации взвешенных частиц в суспензилх, фж.f

P èÔ g

Составитель С. Волков

Техред М.Ходанич Корректор М. Иароши

Редактор А. Долинич

Заказ 3909/47 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 а кривая II — без накачки пульпы.

Из графика видно, что наклон прямой

I во много раз больше наклона прямой II и, следовательно, точность измерения в первом случае во много раз выше, чем во втором, поскольку точность измерения возрастает пропорционально отношению тангенсов углов наклона кривых I u заключающийся в том, что излучают в исследуемую суспензию ультразвуковые колебания, принимают прошедшие суспензию ультразвуковые колебания и измеряют коэффициент поглощения этих колебаний, по величине которого определяют концентрацию взвешенных частиц, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения

1О чувствительности и точности измерения,:исследуемую: суспензию предварительно подвергают накачке пузырьками воздуха до насыщенйя.