Способ измерения объемной концентрации водорода

Авторы патента:


Способ измерения объемной концентрации водорода
Способ измерения объемной концентрации водорода
Способ измерения объемной концентрации водорода
Способ измерения объемной концентрации водорода
Способ измерения объемной концентрации водорода

 

G01N29/00 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Владельцы патента RU 2550306:

Каплан Борис Юхимович (RU)

Использование: для измерения объемной концентрации водорода. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение температуры и скорости ультразвука в измеряемом газе, при этом определяют скорость в чистом водороде при той же температуре, а концентрацию водорода в газовой смеси вычисляют из математического выражения, учитывающего отношение квадрата скорости ультразвука в чистом водороде к квадрату скорости ультразвука в измеряемой смеси газов и отношение молярной массы примесей в водороде к молярной массе чистого водорода. Технический результат: упрощение системы измерений объемной концентрации водорода, повышение ее долговременной стабильности и снижение погрешности измерений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению объемной концентрации водорода в смеси газов в мощных турбогенераторах с водородным охлаждением.

Для отвода Джоулева тепла из внутреннего объема мощных турбогенераторов используется водород, имеющий большую теплопроводность и малую вязкость. При средней температуре в турбогенераторах 60°C теплопроводность водорода λH=210·10-3 Вт/(м·К), а динамическая вязкость µH=8,5·10-6 Па·с. При той же температуре теплопроводность воздуха λB=29·10-3 Вт/(м·К), паров воды λП=21·10-3 Вт/(м·К); динамические коэффициенты вязкости соответственно µB=25·10-6 Па·с и µП=500·10-6 Па·с.

Из приведенных данных видно, что водород на порядок эффективнее как теплоноситель и потери на вязкое сопротивление у него в 3 раза меньше, чем у воздуха и почти в 60 раз меньше, чем у паров воды.

Указанная особенность водорода позволяет эффективно охлаждать обмотки статоров и роторов мощных турбогенераторов при малых потерях на гидродинамическое трение. В то же время, появление в водороде примесей других газов или паров воды резко снижает эффективность теплообмена. По указанной причине не допускается снижение чистоты водорода в турбогенераторах ниже 97% [1, п.5.1.11].

Известен способ измерения объемной концентрации водорода путем измерения теплопроводности газовой смеси [2]. Согласно описанию, измеряемый газ пропускается через ячейку, содержащую нагреваемый электрическим током проводник, температура которого функционально связана с теплопроводностью измеряемого газа, переносящего часть тепла на холодную стенку измерительной ячейки. В подобных ячейках имеется большое количество источников погрешности:

- Методических, связанных с принятием двухкомпонентной модели измеряемого газа, например воздух в водороде или водород в аргоне (реальный газ содержит большее количество компонентов); принятие условия постоянства температуры стенки ячейки, постоянства расхода газа через ячейку, отсутствия тепловых потерь за счет лучистого и конвективного теплообмена.

- Инструментальных, связанных с охлаждением проводника за счет теплопередачи в области крепления проводника к корпусу ячейки, градиента температур вдоль измерительной ячейки, изменения тока питания, изменения свойств нагреваемого проводника и т.д.

Парирование указанных погрешностей приводит к усложнению конструкции измерителя концентрации, а именно:

- установке перед измерительной ячейкой осушителя газа;

- введение в газовый тракт расходомера и стабилизатора расхода газа через ячейку;

- дополнение конструкции второй измерительной ячейкой, заполненной газом точно известного состава и подключением нагреваемых проводников двух ячеек в мостовую измерительную схему;

- дополнение конструкции термостатом для стабилизации температуры входного газа и корпусов измерительных ячеек.

Несмотря на все принимаемые меры, погрешность измерений не удается снизить меньше 2%-5% (в зависимости от диапазона измерений) и обеспечить долговременную стабильность функции преобразования средства измерений, что вызывает необходимость проведения повторных калибровок приборов каждые 3 месяца [2, стр.39].

Известен газоанализатор водорода, содержащий палладиевую проволоку (или из сплава палладия проволоку), нагреваемую до температуры свыше 170°C [3]. Способ измерения основан на том, что палладий (и его сплавы) избирательно поглощает водород из смеси газов; при этом изменяется омическое сопротивление образца, измеряя которое можно судить о концентрации водорода в газовой смеси.

Недостатки способа по патенту [3] связаны с тем, что равновесное поглощение водорода палладием описывается уравнением вида [4, стр.332, выражение (50)]

где [H]Pd - концентрация водорода в палладии;

P - парциальное давление водорода в газе;

Т - абсолютная температура газа и палладия.

Из выражения видна, во-первых, очень сильная зависимость концентрации водорода в палладии от температуры, парирование которой требует тщательной термостабилизации как палладиевой проволоки, так и измеряемого газа. Во-вторых, поскольку давление водорода входит в выражение под корнем квадратным, с ростом парциального давления (концентрации) водорода в газовой смеси понижается относительный рост концентрации водорода в палладии, т.е. чувствительность измерительного преобразователя падает с ростом концентрации водорода. Если при парциальном давлении водорода 50 кПа принять относительную чувствительность преобразователя за 1, то при 400 кПа она оказывается равной 0,1. Снижение чувствительности преобразования ведет к эквивалентному росту погрешности измерений высоких концентраций водорода, характерных для турбогенераторов.

Дополнительным фактором, увеличивающим погрешность измерения, является низкая абсолютная чувствительность преобразования. Согласно экспериментальным данным, приведенным в [5], даже в области малых парциальных давлений водорода в газе, чувствительность преобразования не превышает величины 0,0003 Ом/(Ом·%), а при высоких концентрациях водорода она будет еще на порядок меньше. Из сказанного ясно, что метрологические характеристики газоанализатора по [3] во много раз хуже, чем у описанного выше измерителя на основе теплопроводности [2].

Наиболее близким по технической сущности является способ для определения локальных объемных концентраций водорода в парогазовой среде [6]. Согласно изобретению, одновременно с измерением парциального давления водорода газоанализатором по патенту [3] дополнительно измеряют скорость ультразвука в парогазовой среде на частоте f=0,1-1,0 МГц, давление и температуру парогазовой среды и определяют объемные концентрации водорода, водяного пара и воздуха в парогазовой среде по приводимым в описании к патенту математическим соотношениям.

Предлагаемый способ отличается сложностью, поскольку предполагает, в дополнение к измерителю парциального давления водорода, введение каналов измерения полного давления, температуры измеряемого газа и канала измерения скорости ультразвука. При этом необходимо учитывать, что каждый канал измерения вносит дополнительную погрешность в результат измерения и долговременную нестабильность, парирование которой сопряжено с частыми перекалибровками системы измерений.

Целью предлагаемого способа является упрощение системы измерений объемной концентрации водорода, повышение ее долговременной стабильности и снижение погрешности измерений.

Указанная цель достигается тем, что дополнительно к измерению температуры и скорости ультразвука в измеряемом газе определяют скорость в чистом водороде при той же температуре, а концентрацию водорода г в газовой смеси вычисляют из выражения

где z - C H 2 / C C 2 - отношение квадрата скорости ультразвука в чистом водороде C H 2 к квадрату скорости ультразвука в измеряемой смеси газов C C 2 ;

α=µPH - отношение молярной массы примесей µP в водороде к молярной массе чистого водорода µH.

На чертеже представлен вариант реализации предлагаемого способа.

Измеритель объемной концентрации водорода представляет собой измерительную ячейку 1, через которую протекает измеряемый газ. С двух торцов ячейки установлены излучающий ультразвук 2 и приемный 3 элементы. Температура газа в ячейке измеряется термопреобразователем 4, подключенным к электронному блоку 5.

Электронный блок 5, содержащий микроконтроллер, например, AT Mega 8535 и усилители, выполняет несколько функций:

- формирует электрический сигнал возбуждения излучающего элемента 2;

- усиливает сигнал приемного элемента 3, вычисляет скорость прохождения ультразвукового сигнала CC через ячейку;

- преобразует сигналы термопреобразователя 4 в значения текущей температуры газа Т в ячейке 1;

- вычисляет скорость ультразвука в чистом водороде CH по значению измеренной температуры Т;

- вычисляет квадраты скоростей ультразвука в ячейке 1 и в чистом водороде;

- по выражению (1) вычисляет концентрацию водорода в газе и представляет результат потребителю (на дисплее и в виде электрического сигнала).

Измеритель работает следующим образом. В измерительную ячейку 1 подается измеряемый газ, а ультразвуковой сигнал проходит сквозь него от излучателя 2 до приемника 3. Принятый сигнал поступает в электронный блок 5, в котором вычисляется скорость ультразвука в измеряемом газе CC. Одновременно микроконтроллер блока 5 опрашивает термопреобразователь 4 и полученный сигнал пересчитывает в значение температуры газа Т. По значению температуры вычисляется скорость ультразвука в чистом водороде CH по выражению

где kH - постоянная адиабаты водорода при температуре газа Т;

R=8,314 Дж/(К·моль) - универсальная газовая постоянная;

Т - абсолютная температура газа;

µH=0,002016 кг/моль - молярная масса молекулярного водорода.

Измеренная скорость ультразвука в газе CC связана с параметрами газа выражением

где kC - постоянная адиабаты измеряемого газа;

r - объемная концентрация водорода в газе;

µP - молярная масса примесей в водороде (воздух, пары воды и т.д.).

Возведение в квадрат выражения (2) и деление его на квадрат выражения (3) дает уравнение

где Z= C H 2 C H 2 .

Рассмотрим отношение постоянных адиабаты, входящих в уравнение (4). Постоянная адиабаты водорода kH, так же как и постоянная воздуха kBm, окиси углерода в диапазоне температур от 20 до 100°C, близки к значению 1,4. Постоянная адиабаты паров воды, двуокиси углерода в том же диапазоне температур близка к значению kOm=1,3. В генераторах концентрация водорода при наихудших условиях не ниже rHm=0,95, а примеси составляют воздух в объемной доле не меньше rBm=0,04, остальное - пары воды, окиси и двуокиси углерода rOm. Следовательно, постоянная адиабаты смеси газов будет равна

Подстановка в последнее выражение численных значений величин дает

Полученный результат позволяет считать с высокой точностью, что отношение постоянных адиабаты в выражении (4) равно единице, а само выражение (4) может быть записано в виде

Определяя из последнего выражения объемную концентрацию водорода r, имеем окончательно

где a=µPH - отношение молярной массы примесей µP к молярной массе молекулы водорода µH.

Поскольку газовый состав примесей в водороде точно не известен, но основное парциальное давление в газе приходится на воздух [2], то принимают молярную массу примесей равной молярной массе воздуха: µP=0,02898 кг/моль. Принятое допущение приводит к методической погрешности измерения концентрации водорода r, поскольку в молярной массе примесей µP не учтены вклады паров воды и окислов углерода, присутствующих в газе эксплуатируемых генераторов.

Оценка указанной погрешности дает следующие результаты. Согласно [1], предельное значение парциального значения паров воды в генераторе не может превышать 1,7·103 Па при полном давлении газа в генераторе 404·103 Па.

Расчет методической погрешности ΔrH измерений по формулам (4) и (5) для концентраций водорода rH, равных rH1=0,9; rH2=0,97 (минимально допустимый уровень концентрации водорода в турбогенераторах); rH3=0,9958 (концентрация водорода, при котором вся примесь состоит из паров воды), дает следующие результаты:

ΔrН1=0,0018; ΔrН2=0,002; ΔrH3=0,0012

Полученный результат показывает, что методическая погрешность измерений предлагаемым методом не превышает 0,002 абсолютного значения или 0,2% в относительных величинах.

Другие составляющие погрешности связаны с погрешностью измерения температуры газа и скорости ультразвука в измерительной камере. Первая составляющая погрешности не превышает 0,1°C при выборе платинового первичного преобразователя и соответствующего вторичного преобразователя, например преобразователя ПСТ-b-Pro [7].

Измерение скорости ультразвука не превышает 0,1-0,2% [8] и, следовательно, общая погрешность измерения концентрации водорода предлагаемым способом не превышает долей процента при существенном упрощении устройства по сравнению с известными измерителями.

Погрешность измерения можно уменьшить дополнительно, если стабилизировать температуру измерительной ячейки 1, используя термопреобразователь 4 и электронный блок 5 в системе автоматической стабилизации температуры. В этом случае исключается погрешность, связанная с градиентом температуры газа по длине измерительной ячейки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ источников

1. «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ», утвержденные приказом Минэнерго РФ от 19 июня 2003 г. №229.

2. AAB Limited, England. Системы газового анализа для генераторов переменного тока с водородным охлаждением АK 101, АK 104. Руководство пользователя IM/AK1/14 RU. Редакция 4.

3. Газоанализатор водорода. Патент РФ №2242751, МПК: G01N 27/04.

4. Курдюмов А.В., Пикунов М.В. и др. Производство отливок и сплавов цветных металлов. Учебник для вузов. - М.: Металлургия, 1986 -416 с.

5. Способ определения водорода в смеси с гелием. А.с. СССР №238222, МПК: G01N 27/02.

6. Способ и газоанализатор для определения локальных объемных концентраций водорода, водяного пара и воздуха в парогазоваой среде с использованием ультразвука. Патент РФ №2374636, МПК: G01N 29/00.

7. НПФ КонтрАвт Преобразователи сопротивление - ток измерительные ПСТ. Паспорт ПИМФ 411622.002 ПС. Версия 1.0.

8. ИТО СО РАН «Измеритель скорости звука в газах и парах УИ-1М» - http://www.nsc.ru/win/elbib/data/show_page.dhtml?56+4

1. Способ измерения объемной концентрации водорода, включающий измерение температуры и скорости ультразвука в измеряемом газе, отличающийся тем, что определяют скорость в чистом водороде при той же температуре, а концентрацию водорода r в газовой смеси вычисляют из выражения
r = z a 1 a ,
где z= C H 2 / C C 2 - отношение квадрата скорости ультразвука в чистом водороде C H 2 к квадрату скорости ультразвука в измеряемой смеси газов C C 2 ;
a=µPH - отношение молярной массы примесей в водороде µP к молярной массе чистого водорода µH.

2. Способ измерения объемной концентрации водорода по п.1, отличающийся тем, что температуру измеряемого газа стабилизируют, используя результаты измерения его температуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам испытаний и эксплуатационного ультразвукового контроля изделий. Для повышения достоверности ультразвукового неразрушающего контроля перед проведением контроля изделие нагружают нагрузкой, достаточной для раскрытия гипотетического дефекта типа трещины в месте контроля до величины, которая обеспечила бы отражение ультразвуковой волны от дефекта и сделала его выявляемым.

Использование: для определения коэффициентов звукопоглощения материалов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение эталонных аналоговых сигналов с помощью первого и второго микрофонов акустического интерферометра, их аналогово-цифровое преобразование, вычисление передаточной функции с помощью непрерывного вейвлет-преобразования каждого из измеренных эталонных сигналов, вычисление коэффициентов отражения и коэффициентов звукопоглощения, представление результатов вычислений в графической форме в виде графика зависимости коэффициентов звукопоглощения от частоты или среднегеометрических частот 1/n - октавных полос, где n - целое число, при этом в качестве эталонного используют детерминированный аналоговый сигнал длительностью не менее 13 секунд с экспоненциально возрастающей частотой в диапазоне 100-4000 Гц.

Использование: для компенсации погрешности измерения ультразвукового скважинного глубиномера. Сущность изобретения заключается в том, что устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора содержит генератор ультразвуковых импульсов, подключенный к излучателю, и последовательно соединенные приемник, усилитель, пороговое устройство, блок формирования временного интервала, блок измерения временного интервала и блок управления и индикации, выход которого связан с генератором и входом блока формирования временного интервала, источник опорного напряжения, подключенный к входу порогового устройства, кварцевый генератор, подключенный к блоку измерения временных интервалов, при этом второй генератор ультразвуковых импульсов подключен к второму излучателю, последовательно соединены второй приемник, второй усилитель, второе пороговое устройство, второй блок формирования временного интервала и второй блок измерения временного интервала, причем источник опорного напряжения подключен к второму входу второго порогового устройства, вход второго блока измерения временного интервала связан с кварцевым генератором, а выход второго блока измерения временного интервала подключен к блоку управления и индикации, выходы которого подключены ко второму генератору и второму блоку формирования временного интервала.

Использование: для компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют излучение ультразвукового сигнала, прием ответного сигнала, измерение временного интервала между излученным и принятым сигналами и определение расстояния до отражающей поверхности путем умножения скорости распространения ультразвука в контролируемой среде на измеренный временной интервал, при этом излучение, прием ультразвуковых сигналов и измерение временных интервалов между излученным и принятым ультразвуковым сигналами производят на двух частотах с разными периодами, затем производят сравнение этих временных интервалов и их коррекцию в соответствии с заданным математическим выражением.

Использование: для дефектоскопии и толщинометрии различных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой иммерсионный многоэлементный пьезоэлектрический преобразователь содержит герметичный корпус с демпфирующим веществом, пьезоэлементы, установленные внутри корпуса и расположенные в корпусе симметрично относительно акустической оси преобразователя, и линзу, расположенную со стороны излучающей поверхности пьезоэлементов, акустические оси пьезоэлементов пересекаются между собой на продольной оси преобразователя, вектор поляризации всех пьезоэлементов направлен либо в сторону излучения, либо в сторону демпфирующего вещества, причем линза выполнена общей для всех пьезоэлементов или состоит из отдельных секций, при этом пьезоэлементы расположены с образованием вогнутой или выпуклой относительно линзы поверхности, все пьезоэлементы выполнены с общим для них положительным и отрицательным электродами, перекрывающими заполненные полимерным компаундом промежутки между пьезоэлементами и подключенными к электрическому герметичному разъему, при этом линза и демпфирующее вещество поверхностями, обращенными к образованным пьезоэлементами и полимерным компаундом поверхностям, каждая со своей стороны, плотно прилегает к расположенным на этих поверхностях электродам, причем линза приклеена к расположенному на пьезоэлементах электроду или плотно прилегает к электроду через слой акустически проводящей жидкости.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля. Сущность: дефектоскопическая установка для неразрушающего контроля конструкции, у которой имеется внутренняя часть с отверстием, содержит внешний зонд с множеством стенок, у каждой из которых имеется поверхность, соответствующая одной из множества соответствующих внешних поверхностей соответствующей стенки конструкции.

Использование: для изготовления образцов для настройки дефектоскопической аппаратуры. Сущность изобретения заключается в том, что изготавливают эталонные образцы в форме параллелепипеда с искусственными дефектами для градуировки и установки порога чувствительности ультразвуковых дефектоскопов, при этом выполняют в образце технологические сквозные отверстия диаметром от 0,5 мм до 1,0 мм, перпендикулярные продольной оси образца и параллельные его рабочей поверхности, затем вводят в них обрабатывающий инструмент, после чего применяют электроэрозионную обработку для выполнения этим обрабатывающим инструментом узких сквозных пазов, параллельно сквозным технологическим отверстиям, высотой от 5 до 20 диаметров инструмента.

Использование: для калибровки ультразвуковой антенной решетки, установленной на призму. Сущность изобретения заключается в том, что излучают ультразвуковые сигналы с помощью множества элементов антенной решетки в образец известной толщины и принимают ультразвуковые сигналы, отраженные от отверстия бокового сверления известного диаметра на заданной глубине, регистрируют множество ультразвуковых эхосигналов для выбранной конфигурации излучения и приема, определяемой списком пар излучающих и принимающих элементов, рассчитывают параметры эхосигналов в зависимости от скорости звука в призме и ее геометрических параметров, сравнивают между собой измеренные и рассчитанные эхосигналы и производят поиск такого значения скорости продольной ультразвуковой волны в призме и ее геометрические параметры, которые обеспечивают минимальную разницу и которые будут считаться результатом калибровки, при этом в результате калибровки ультразвуковой антенной решетки определяется также время пробега в протекторе антенной решетки.

Использование: для измерения продольного и сдвигового импендансов жидкостей. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью ультразвукового преобразователя возбуждают в двух тонких волноводах различные нулевые моды нормальных волн, измеряют коэффициенты затухания каждого типа волны в волноводах и рассчитывают продольный и сдвиговый импедансы исследуемой жидкости, при этом волноводы акустического блока изготавливают в виде тонких полос различной толщины, возбуждают в них нулевую моду волны Лэмба, калибруют акустический блок путем последовательного измерения в обоих волноводах коэффициентов затухания нулевой моды волны Лэмба при их последовательном погружении в две жидкости с известными продольным и сдвиговым импедансами, из полученных уравнений рассчитывают коэффициенты, связывающие импедансы жидкости с коэффициентом поглощения волны Лэмба в волноводах, затем погружают волноводы в исследуемую жидкость, измеряют коэффициенты затухания нулевой моды волны Лэмба в обоих волноводах и с помощью найденных численных значений коэффициентов по известным соотношениям рассчитывают продольный и сдвиговый импедансы исследуемой жидкости.

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля структуры и дефектов металлических изделий и может быть использовано при изготовлении образцов для тестирования и настройки установок ультразвукового контроля проката (УЗК).

Изобретение относится к области сейсмоакустических исследований и касается устройства контроля динамических характеристик сейсмоакустических преобразователей. Устройство включает в себя излучающий элемент, исследуемый сейсмоакустический преобразователь, опорное зеркало, оптический фотоприемник, оптически квантовый генератор и оптическую призму с полупрозрачным зеркалом, расположенным под углом 45° к основанию. Призма расположена между излучающим элементом и исследуемым сейсмоакустическим преобразователем. В качестве излучающего и контролирующего элементов используется пьезокерамическое кольцо, концентрично с которым установлен оптический фотоприемник. Опорное зеркало и оптический фотоприемник акустически развязаны с излучающим элементом и призмой. Технический результат заключается в повышении чувствительности и упрощении конструкции устройства. 1 ил.

Изобретение относится к системе для выполнения калибровочных отражателей на трубе. Переносная система электроэрозионной обработки для выполнения калибровочных отражателей на трубе содержит основание, монтируемое на трубу, режущий инструмент, электродвигатель, функционально соединенный с режущим инструментом для перемещения режущего инструмента в соответствии предварительно выбранной схемой, электрод, функционально соединенный с режущим инструментом, источник питания, функционально соединенный с электродом и функционально соединяемый с трубой, при этом источник питания выполнен с возможностью электрической подачи напряжения от электрода на трубу для удаления материала с трубы, источник диэлектрической текучей среды, находящийся во взаимодействии по текучей среде с трубой для удаления материала, удаляемого с трубы, при этом электродвигатель и источник питания и/или источник диэлектрической текучей среды установлены на основании. Изобретение обеспечивает возможность выполнения калибровочного стандарта из трубы сосуда высокого давления путем нарезания на поверхности толстостенной трубы сосуда высокого давления калибровочных отражателей в соответствии с выбранными предварительно заданными техническими требованиями. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Использование: для относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии. Сущность изобретения заключается в том, что размещают на калибровочном блоке калибруемый преобразователь акустической эмиссии, возбуждают в калибровочном блоке импульсы смещения, регистрируют полученные сигналы и выполняют их сравнение, при этом возбуждение импульсов смещения осуществляют с помощью источника акустической эмиссии трения, полученные при этом сигналы акустической эмиссии трения регистрируют, затем по ним определяют их автокорреляцию, производя, таким образом, относительную калибровку калибруемого преобразователя акустической эмиссии. Технический результат: повышение качества калибровки. 2 ил.

Использование: для определения коэффициента акустоупругой связи. Сущность изобретения заключается в том, что образец нагружают до заданного значения напряжения в материале и измеряют время распространения акустической волны в направлении, перпендикулярном направлению нагружения, при этом растягивают или сжимают образец до напряжения σ, меньшего предела пропорциональности материала, измеряют время t1 распространения акустической волны между двумя параллельными поверхностями образца, разгружают образец, соответственно сжимают или растягивают образец до напряжения σ, измеряют время t2 распространения акустической волны между указанными поверхностями образца и определяют коэффициент акустоупругой связи по заданному математическому выражению. Технический результат: повышение точности определения коэффициента акустоупругой связи материала.
Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам для измерения звукопоглощающих свойств жидкостей. Устройство содержит тональный аудиометр, к которому подключен костный телефон-вибратор с ремешком для его фиксации в заданном положении. Вибратор оснащен прозрачной съемной емкостью, заполняемой жидкостью, звукопоглощающие свойства которой требуется исследовать. При этом емкость состоит из нескольких последовательно расположенных изолированных отсеков, оборудована крышкой, обеспечивающей заполнение емкости жидкостью (крышка открыта) и исключающей ее проливание при исследовании (крышка закрыта), а на стенке емкости нанесена шкала, позволяющая определить объем жидкости в ней. Стенки емкости вибратора выполнены жесткими или гибкими. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства за счет применения аудиометра для исследования звукопоглощающих свойств жидкостей. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технике горного дела, добыче полезных ископаемых, в частности к устройствам для изучения физико-механических свойств горных пород, и может быть использовано в геологии, горной, газовой и нефтяной промышленности для расчета предельной величины давления гидроразрыва пласта. Сущность: осуществляют воздействие на образец горной породы внешним давлением и измеряют скорости распространения продольных и поперечных упругих волн в образце. Производят циклическое воздействие внешним давлением на образец с чередованием нагрузки-разгрузки, с постепенным увеличением внешнего давления до номинальной величины, о достижении которой судят по моменту стабилизации зависимости скорости распространения продольной и поперечной волн от увеличения внешнего давления на образец, в результате полученные значения скорости распространения продольной и поперечной волн используют как истинные величины для расчета значений модуля Юнга и коэффициента Пуассона. Технический результат: снижение погрешности при измерении скорости распространения упругих волн в образцах керна. 1 ил.

Изобретение относится к перинатологии и предназначено для снижения перинатальной заболеваемости при поздних преждевременных родах. Сущность способа: в сроках 34-36 недель беременности при угрозе преждевременных родов проводят ультразвуковую фетометрию. При предполагаемой массе плода ниже десятого или выше девяностого перцентиля для данного срока проводят профилактику синдрома дыхательных расстройств. Способ позволяет снизить заболеваемость новорожденных в сроках 34-36 недель. 3 пр., 2 ил.

Использование: для ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что разбивают пьезоэлементы антенной решеткой на несколько подрешеток, присваивают каждому излучающему элементу подрешетки свой зондирующий сигнал из набора псевдоортогональных сигналов, выполняют одновременное излучение в объект контроля всеми элементами подрешетки и принимают из него ультразвуковые сигналы с помощью любой подрешетки с последующим декодированием принятых эхо-сигналов для формирования набора эхо-сигналов, который можно было бы получить при излучении и приеме всеми парами элементов антенной решетки, при этом для каждой из пар подрешеток и для каждого положения антенной решетки используется свой набор псевдоортогональных сигналов, например кодов Касами или линейно-частотно-модулированных сигналов, а декодирование для формирования набора эхо-сигналов для восстановления изображения отражателей методом C-SAFT производится методом максимальной энтропии. Технический результат: обеспечение возможности более чем в четыре раза повысить скорость регистрации эхосигналов с помощью антенной решетки и более чем в восемь раз уменьшить объем измеренных эхосигналов. 8 ил.

Использование: для акустического согласования пьезоэлемента иммерсионного ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя с контролируемой средой. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют формирование между пьезоэлементом и контролируемой средой протектора и размещение с другой стороны пьезоэлемента демпфера, при этом толщину пьезоэлемента и толщину протектора определяют исходя из резонансной частоты пьезоэлемента fпэ=(1,10÷1,12)f+(0,1÷0,2), где f - эффективная частота эхо-импульса, а материалы протектора и демпфера выбирают с акустическими сопротивлениями из диапазонов, удовлетворяющих определенным соотношениям. Технический результат: улучшение акустического согласования пьезоэлемента иммерсионного пьезоэлектрического преобразователя с контролируемой средой. 2 табл., 14 ил.

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для измерения скорости звука в естественных водоемах. Предложен способ акустического мониторинга изменчивости параметров морских акваторий, заключающийся в формировании в морской среде акустической трассы распространения звука и обработке принятого приемным элементом трассы акустического сигнала, которой включает измерение скорости распространения звука, температуры и давления в образцовой зоне водоема на фиксированных горизонтах, свободной от загрязнений техногенного характера, при этом полученные значения измеренной скорости распространения звука являются эталонными значениями для данного водоема и заносятся в память вычислительного устройства средства акустического мониторинга, при формировании в морской среде акустической трассы распространения звука и обработке принятого приемным элементом трассы акустического сигнала, измерения скорости распространения звука выполняют при температуре и давлении, соответствующих температуре и давлению полученных эталонных значений скорости распространения звука на фиксированных горизонтах акватории исследуемого водоема. Технический результат заключается в повышении достоверности способа акустического мониторинга изменчивости параметров морских акваторий, а также расширении функциональных возможностей. 1 ил.
Наверх