Способ определения кавитационной прочности жидкости

 

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано при исследовании свойств жидкости в гидроакустике.Цель изобретения - повышение точное™ определения за счет исключения погрешности измерений, зависящей от частотного диапазона. В жидкость излучают гармонический сигнал, принимают сигнал и выделяют из него фильтрами основную частоту и частоту первой гармоники. Измеряют временный интервал между соответствующими нулевыми значениями этих частот и строят зависимость его от амплитуды излученного сигнала. По скачку в этой зависимости определяют кавитационную прочность жидкости. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (я)5 G 01 N 29/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о Д

Qj (Д (, ь (21) 4718280/28 (22) 20,06,89 (46) 23,09.91.Бюл. М 35 (71) Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного отделения АН СССР (72) Ю.А.Половинка, П.Н,Попов и В.А.Акуличев (53) 620.179.16{088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М

310128, кл. G 01 Н 3/00, 1969. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАВИТАЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано при исследовании и контроле физико-механических свойств жидкостей в гидроакустике и ультразвуковой химической технологии.

Цель изобретения — повышение точности определения за счет исключения погрешности измерений, зависящей от частотного диапазона.

На фиг.1 показано устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг,2 — зависимость временного интервала между соответствующими по направлению изменения величины сигналов нулевыми значениями сигнала излучения и первой гармоникой принятого сигнала от амплитуды сигнала излучения.

Устройство содержит генератор 1, задающий режим излучения, усилитель мощности 2 с малым коэффициентом нелинейных

„„5U „„1 679356 А1 при исследовании свойств жидкости в гидроакустике.Цель изобретения - повышение точности определения за счет исключения погрешности измерений, зависящей от частотного диапазона. В жидкость излучают гармонический сигнал, принимают сигнал и выделяют из него фильтрами основную частоту и частоту первой гармоники. Измеряют временный интервал между соответствующими нулевыми значениями этих частот и строят зависимость его от амплитуды излученного сигнала. По скачку в этой зависимости определяют кавитационную прочность жидкости. 2 ил, искажений, вольтметр 3, излучатель 4, приемный гидрофон 5, полосовые пропускающие фильтры 6 и 7, настроенные на частоту

fo излучения и первую гармонику 2xf, соответственноо, вольтметр 8, измеряющий амплитуду сигнала основной частоты и фазометр 9 типа 2971 "Брюль и Кьер".

Способ осуществляется следующим образом.

В исследуемую жидкость 10 помещают цилиндрический фокусирующий излучатель

4 и приемный гидрофон 5. С генератора 1 подают на усилитель мощности 2 гармонический сигнал и увеличивают напряжение. Напряжение усиленного сигнала измеряют вольтметром 3, Сигнал с гидрофона 5 подают на полосовые пропускающие фильтры 6 и 7, предварительно настроенные на частоту 4 излучения и первую гармонику 2х4 соответственно, Сигналы основной частоты

1679356

fo после фильтра 6 и удвоенной частоты 2xfp после фильтра 7 пода|от на входы А и Б фазометра 9. Строят зависимость величины

Ар его показаний как функции амплитуды на излучателе, Величину кавитационной прочности определяют следующим образом. Из зависимости на фиг.2 определяют напряжение начальной стадии кавитации 0к, соответствующее первому скачку Лро. После этого определяют кавитационную прочность жидкости как величину давления, соответствующую амплитуде излучения или напряжению 4 на излучателе. Точность определения кавитационной прочности жидкости однозначно задается выбором дискретности измерений напряжения на излучателе Л0.

Способ определения кавитационной прочности теоретически поясняется следующим образом. Волна давления, излучаемая жидкость, имеет вид

P = Pmo Х SlB (И ît+ Ко Х + Po), где Pmo — амплитуда давления;

N o= ?л fo — циклическая частота;

t — время;

Ко — волновое число; х — расстояние;

p — фаза колебаний, За счет нелинейных свойств жидкости происходит искажение начального профиля звуковой волны и появление кратных оснований частоте гармоник

Р =,, Реп х з!п(пй) pt+ КпХ+ pn), и =О

В то же время энергия на период Т= в/2п fo до образования разрыва в волне сохраняется, Происходит процесс перекачки энергии из основной частоты в высшие

5 гармоники, Начальная стадия кавитации сопровождается резким увеличением нелинейности жидкости. 3а счет этого происходит изменение параметров сигнала, переизлученного кавитационной. областью. Измеряя

10 временной интервал (разность фаз) между волной основной частоты и ее первой гармоникой по максимальному изменению, определяют момент начала кавитационного процесса. Соответствующее моменту нача15 ла кавитационного процесса давление является кавитационной прочностью жидкости.

Формула изобретения

Способ определения кавитационной прочности жидкости, заключающийся в том, 20 что излучают в нее акустический гармонический сигнал, принимают прошедший через жидкость сигнал, определяют его первую гармонику и используют ее при определении кавитационной прочности, о т л и ч а ю25 шийся тем, что, с целью повышения точности регистрируют зависимость временного интервала между соответствующими по направлению изменения величины сигналов нулевыми значениями сигнала из30 лучения и первой гармоникой принятого сигнала от амплитуды сигнала излучения, а о кавитационной прочности судят по амплитуде сигнала излучения, соответствующей первому скачку этой зависимости.

1679356

720

100 а э 80

200 иизМВ

700 Ук 750

Фиг. 2

Редактор Т,Бельская

Заказ 3208 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 дно

790

Составитель Л.Кондрыкинская

Техред ММоргентал Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ