Способ индикации распределения плотности энергии в ультразвуковом поле в жидких средах


 


Владельцы патента RU 2539735:

Акопян Сергей Александрович (RU)

Изобретение относится к ультразвуковой технике и предназначено для качественной оценки распределения плотностей ультразвуковой энергии в технологических объемах с водной средой, подвергаемой действию ультразвука. Изобретение реализуется введением в подщелоченную водную среду индикатора в виде бумаги, пропитанной фенолфталеином. Распределение плотности энергии в ультразвуковом поле оценивают по распределению интенсивности характерной окраски индикаторной бумаги, возникающей за счет различий в скорости диффузии раствора в индикатор, в областях поля с отличающимися плотностями энергии ультразвука. Техническим результатом является обеспечение возможности процесса оценки распределения плотности энергии в технологических объемах ультразвуковых установок экологически безопасным и безвредным для обслуживающего персонала способом.

 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и предназначено для качественной оценки распределения плотностей ультразвуковой энергии в технологических объемах с водной средой, подвергаемой действию ультразвука. Изобретение реализуется введением в подщелоченную водную среду индикатора в виде бумаги, пропитанной фенолфталеином. Распределение плотности энергии в ультразвуковом поле оценивают по распределению интенсивности характерной окраски индикаторной бумаги, возникающей за счет различий в скорости диффузии раствора в структуру индикаторной бумаги в областях с отличающейся плотностью энергии.

Известен способ визуализации распределения плотности ультразвуковой энергии в водном растворе, включающий приготовление специальной реактивной индикаторной бумаги, в качестве которой используют трехслойную бумажную конструкцию, причем один из слоев пропитан крахмалом с концентрацией 0,1-10%, второй - йодистым калием с концентрацией 0,1-1 М/л, а третий - гидроперитом с концентрацией 0,1-3%. Распределение плотности энергии в ультразвуковом поле оценивают по распределению плотности характерной окраски индикаторной бумаги при воздействии на нее ультразвуком в водной среде [1]. Недостатком метода является сложность в обеспечении плотного и равномерного прилегания друг к другу пропитанных разными реагентами слоев бумаги, что увеличивает погрешность оценки распределения плотности энергии в поле ультразвука.

Известен способ визуализации распределения плотности ультразвуковой энергии в водном растворе красителя по окрашиванию опущенной в раствор бумаги [2], а также способ определения формы ультразвукового поля с использованием ткани клубня картофеля по окрашиванию, обусловленному взаимодействием фонофоретически введенным в ткань клубня ионов йода с крахмалом, в присутствии перекиси водорода [3].

Известны также бумаги реактивные (индикаторные бумаги), впитывающие бумаги с закрепленными на них реагентами, изменяющими цвет при взаимодействии с определяемыми веществами [4].

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому (прототип) по совокупности существенных признаков является способ визуализации ультразвукового поля с использованием трехслойной бумажной конструкции, один из слоев которой пропитан крахмалом, второй - йодистым калием, а третий - гидроперитом [1].

Настоящий способ предназначен для контроля распределения плотности ультразвуковой энергии, излучаемой в водную среду медицинскими терапевтическими ультразвуковыми приборами, ультразвуковыми небулайзерами (генераторами аэрозолей), для контроля распределения плотности ультразвуковой энергии, в ультразвуковых ваннах или других технологических объемах с ультразвуковой активацией процессов в жидких средах. Предлагаемый способ может быть реализован с использованием воды, подщелоченной, например, пищевой содой, до уровня слабощелочных столовых минеральных вод (pH 7,2-8,5), что делает процесс оценки распределения плотности энергии в технологических объемах ультразвуковых установок экологически безопасным и безвредным для обслуживающего персонала.

Указанный результат достигается за счет применения бумажного листа - индикатора, пропитанного предварительно фенолфталеином, обеспечивающим в щелочной среде характерное малиновое окрашивание. В неоднородном ультразвуковом поле скорость диффузии подщелоченной водной среды в бумажный индикатор будет различной в разных местах индикаторной бумаги, в зависимости от плотности акустической энергии в среде, а следовательно, и будет различаться и степень окрашивания индикатора.

Таким образом, совокупность отличительных признаков описываемого способа обеспечивает достижение указанного результата.

В результате проведенного анализа уровня техники качественной оценки распределения плотности энергии в жидкости, подвергаемой ультразвуковому воздействию, источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного способа не обнаружен, следовательно, заявленный способ соответствует условию "новизна".

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного способа с получением вышеуказанного технического результата

Способ осуществляется следующим образом.

1. Готовят индикаторную бумагу, пропитывая лист бумаги спиртовым раствором фенолфталеина, и высушивают ее либо естественным образом, либо проглаживая горячим утюгом, либо используя глянцеватель для фотобумаги.

2. Опускают индикаторную бумагу в ультразвуковую ванну, в кювету ультразвукового небулайзера, или другую технологическую емкость со слегка подщелоченной (pH 7,2-8,5) водой, выдерживают 2-5 (в зависимости от материала бумаги, температуры среды и средней плотности энергии в ультразвуковом поле), извлекают индикаторную бумагу из ванны и визуально оценивают распределение плотности энергии по распределению интенсивности окрашивания индикаторной бумаги. При этом наиболее интенсивно окрашенные области, обусловленные более быстрой пропиткой бумаги и растворением фенолфталеина под действием ультразвука, соответствуют более высокой плотности энергии в ультразвуковом поле.

Приведенный пример демонстрирует, что распределение интенсивности окраски на индикаторной бумаге отражает распределение плотности энергии в ультразвуковом поле в подщелоченной водной среде.

Таким образом, изложенные выше сведения свидетельствуют о том, что заявленный способ, предназначенный для качественной оценки распределения плотностей ультразвуковой энергии в ультразвуковых ваннах и других технологических объемах, обладает указанными выше свойствами.

Дополнительный поиск похожих решений показал, что заявленный способ не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку подобрана совокупность технических средств и условий, обеспечивающих достижение заявленного результата. Следовательно, заявленный способ соответствует условию "изобретательский уровень".

Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его реализации с помощью описанных в заявке средств и методов. Следовательно, заявленный способ соответствует условию "промышленная применимость".

Литература

1. Акопян В.Б., Бамбура М.В., Беняев Н.Е., Давидов Е.Р., Леонов Б.И., Рухман А.А. Способ оценки распределения плотности энергии в ультразвуковом поле. Патент РФ №2386111, 2008.

2. Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. - М., изд-во МГТУ им. Баумана, 2005, 224 с.

3. Акопян В.Б., Дубовой А.С. Способ определения формы ультразвукового поля при биологических исследованиях. - АС 918840, Бюллетень 13, 07.04.82.

4. Химическая энциклопедия. Реактивные индикаторные бумаги. М., Научное издательство «Большая Российская энциклопедия, 1995, т.4, с.398-399.

Способ оценки распределения плотности энергии ультразвука в водной среде, включающий воздействие ультразвуком на жидкую подщелоченную среду с индикаторной бумагой, отличающийся тем, что в качестве индикаторной бумаги используют лист бумаги, пропитанный фенолфталеином и высушенный, а распределение плотности энергии в ультразвуковом поле оценивают по распределению интенсивности окраски индикаторной бумаги.



 

Похожие патенты:

Использование: для контроля ультразвукового датчика по характеристики импеданса датчика. Сущность изобретения заключается в том, что сенсорное устройство содержит датчик, прежде всего ультразвуковой датчик, имеющий средства генерирования и обнаружения звуковых волн, причем средства обнаружения преобразуют принимаемые звуковые волны в электрические сигналы, анализируемые посредством блока обработки сигналов, при этом оно содержит устройство функционального контроля, выполненное с возможностью определения характеристики импеданса датчика в зависимости от частоты возбуждения, причем устройство функционального контроля выполнено таким образом, чтобы во время измерения импеданса возбуждать колебания с амплитудой, меньшей по сравнению с результатом обычного измерения, или таким образом, чтобы проводить измерения импеданса в промежутках между периодами работы датчика в обычном режиме измерений.

Настоящая группа изобретений относится к измерительной камере (6) для ультразвуковой ванны (1) или для емкости, которая оборудована низкочастотным источником (2) ультразвука для выработки кавитации и способу для определения кавитационной энергии.

Изобретение относится к способу и устройству для определения параметров газожидкостного потока в трубопроводе и может быть использовано в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется высокая точность определения параметров.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано в просветных приемоизлучающих системах контроля протяженных морских акваторий и комплексного мониторинга гидрофизических полей среды различной физической природы.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано в просветных приемоизлучающих системах контроля протяженных морских акваторий и комплексного мониторинга гидрофизических полей среды различной физической природы.

Изобретение относится к гидроакустике и предназначено для использования в активно-пассивных и параметрических системах контроля протяженных морских акваторий, измерения характеристик гидрофизических полей, формируемых естественными и искусственными источниками, инженерными сооружениями, а также стихийными морскими явлениями, например, внутренними волнами, землетрясениями или цунами.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для регистрации инфранизкочастотных колебаний в морской воде. .
Изобретение относится к передатчикам параметра процесса, преимущественно, чтобы управлять или наблюдать за производственными процессами. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и регистрации механических колебаний различных объектов, оборудования и сооружений, например на атомных электростанциях, а также на объектах с вредными условиями труда.
Изобретение относится к ультразвуковой технике и предназначено для качественной оценки распределения плотностей ультразвуковой энергии в ультразвуковых ваннах и других технологических объемах с водой, повергаемой действию ультразвука.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения поглощающих стержней различного функционального назначения в активной зоне реактора, а также различных механических узлов и оборудования, например, на атомных электростанциях. Указатель положения поглощающего стержня в активной зоне реактора типа РБМК-1000 содержит сервопривод, включающий последовательно соединенные электродвигатель постоянного тока, понижающий редуктор с электромагнитной муфтой успокаивающей вибрации, электромагнитную муфту останова стержня, транспортного барабана с металлической лентой, на конце которой закреплен поглощающий стержень, редуктор с нелинейным передаточным числом и сельсин-датчик. При этом сельсин-датчик через кабельную трассу соединен последовательно с блоком резистивных делителей фазовых напряжений, замыкающих фазовые обмотки синхронизации ротора сельсин-датчика, вычислительным комплексом и дешифратором адреса, преобразующими фазовые напряжения обмоток синхронизации сельсин-датчика в цифровой код, характеризующий адрес и положение поглощающего стержня в активной зоне реактора. Эта информация передается на мнемотабло указателя положения стержней и через дополнительный разъем по интерфейсу RS-485 поступает в локальную информационную сеть энергоблока. Технический результат заключается в повышении надежности, точности регистрации положения стержней, увеличении четкости отображения результатов измерений и уменьшении энергоемкости. 4 ил.

Изобретение относится к области определения одной из основных характеристик шумоизолирующих материалов - коэффициента их звукопоглощения. Способ оценки звукопоглощения волокнисто-пористых материалов заключается в измерении удельного сопротивления протеканию потоком воздуха RS и определении коэффициента звукопоглощения α на заданной частоте по регрессионным уравнениям, связывающим RS и α. Изобретение может быть использовано для оценки коэффициента звукопоглощения волокнисто-пористых материалов, а также пористых материалов с открытой системой пор. 23 ил., 3 табл.
Наверх