Способ определения значений параметров потока, обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока жидкой среды

Авторы патента:

Лошкарев Александр Александрович (RU)

Иванов Виктор Владимирович (RU)

Токунов Юрий Матвеевич (RU)

G01N29/032 - 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 2651606:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" (RU)

Использование: для определения значений параметров потока, обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока жидкой среды. Сущность изобретения заключается в том, что используют измерительную ячейку в форме кольцевого канала переменного сечения для создания ускоренного потока, содержащую побудитель ламинарного течения и установленный в области сужения кольцевого канала акустический измеритель, с помощью которого в образце жидкой среды измеряют акустические спектры затухания ультразвука, по измеренным спектрам рассчитывают продольную вязкость жидкой среды и определяют зависимость продольной вязкости от скорости потока жидкой среды и от степени сужения сечения потока в области измерений и по измеренной зависимости вычисляют критическое значение скорости потока и критическое значение степени сужения сечения потока, выше которых реализуется состояние максимальной ориентации вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока жидкой среды. Технический результат: обеспечение возможности определения значений параметров потока, обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока в дисперсиях. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам измерения вязкости жидких сред методом акустической спектроскопии и предназначено для определения значений параметров потока, обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль ускоряющегося потока жидкой среды в дисперсиях, в том числе - непрозрачных и концентрированных, таких как дисперсии углеродных материалов.

Метод ускоряющегося потока предназначен для создания ориентации несферических частиц в потоке дисперсии, движущемся ускоренно по сужающемуся каналу. При изменении площади сечения в сужающемся канале возникает продольный градиент скорости потока, что приводит к возникновению некомпенсированных моментов сил вязкого трения, стремящихся развернуть частицы относительно направления потока.

Контроль ориентации несферических частиц при различных значениях параметров потока (скорость, степень сужения потока) производится по измерению продольной вязкости дисперсии, значение которой монотонно зависит от степени ориентации частиц.

Для измерения продольной вязкости применяется метод акустической спектроскопии в ускоряющемся потоке дисперсии несферических частиц. Метод акустической спектроскопии основан на явлении затухания (ослабления) ультразвукового сигнала на нанообъектах в жидкой среде при его прохождении через исследуемый образец дисперсии. Спектр затухания ультразвука зависит от ориентации нанообъектов по отношению к направлению ультразвуковой волны.

Известен ряд технических решений в виде устройств, предназначенных для ориентации несферических частиц в дисперсиях. В патентах US 5576617 [1] и WO 9416308 [2] описывается способ выравнивания частиц в форме пластин путем приложения к дисперсии электрического поля. В патенте US 20110076665 [3] аналогичный способ был применен для выстраивания нановолокон целлюлозы для последующей фабрикации микроволокон с повышенной прочностью. Недостатком технических решений, представленных в данных патентах, является невозможность пространственного совмещения камеры, в которой происходит выстраивание несферических частиц, с измерительным устройством, определяющим степень их ориентации, в том числе, посредством измерения вязкости.

Наиболее близким аналогом является способ измерения длины и объема частиц при контролируемой ориентации, описанный в патенте US 4290011 A [4]. Данный способ предполагает приложение электрического поля к образцам исследуемых дисперсий, протекающих через измерительную зону анализатора. Частицы, восприимчивые к действию электрического поля, в ответ формируют электрический сигнал, на основе которого определяется степень их ориентации по отношению к направлению потока. Предложенный способ имеет два недостатка: отсутствие возможности формирования ориентированного состояния частиц в дисперсии и применимость только к частицам, восприимчивым к действию электрического поля.

Прототипом изобретения является акустический анализатор, описанный в патенте US 6109098 [5], содержащий акустический измеритель, располагаемый в измерительной ячейке, и вычислительный блок для обработки измеренных акустических спектров, позволяющий рассчитать продольную вязкость исследуемых дисперсий. Для обеспечения точности измерений измерительная ячейка дополнительно обеспечена терморегулятором и измерителем температуры. Недостатком данного устройства, как и других известных акустических анализаторов, является отсутствие возможности ориентации несферических частиц в дисперсиях и возможности определения их степени ориентации.

Технической задачей, решаемой в представленном изобретении, является обеспечение определения значений параметров потока (скорости, степени сужения потока), обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока в дисперсиях, в том числе - концентрированных и непрозрачных, посредством измерений затухания ультразвука на нанообъектах, ориентированных в потоке жидкой среды.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что способ определения значений параметров потока предполагает использование специальной измерительной ячейки в форме кольцевого канала переменного сечения, содержащей установленные в кольцевом канале акустический измеритель и побудитель ламинарного движения исследуемой жидкой среды, и отличается тем, что кольцевой канал дополнительно содержит участок плавного сужения сечения, в котором происходит ускорение входящей в него жидкой среды и ориентация несферических частиц вдоль направления потока жидкой среды и в котором установлен акустический измеритель, обеспечивающий измерения акустических спектров затухания ультразвука в дисперсиях несферических нанообъектов при их различной ориентации.

Возможны дополнительные варианты способа определения значений параметров потока, в которых целесообразно? чтобы:

- в устройстве измерения выполнялись в двух состояниях потока жидкой среды: с ориентированными по потоку и ориентированными перпендикулярно потоку пластинчатыми нанообъектами;

- в устройстве ориентация частиц происходила во вращающемся ламинарном потоке исследуемой жидкой среды.

При этом область ориентации нанообъектов в движущемся потоке пространственно совмещена с областью измерений. Акустический измеритель обеспечивает получение спектров затухания ультразвука на несферических нанообъектах при двух различных ориентациях в потоке жидкой среды. На основе спектров затухания ультразвука происходит расчет значений продольной вязкости при различных значениях параметров скорости потока и степени сужения сечения потока дисперсии. Полученные данные достаточны для определения значений параметров потока (скорости, степени сужения потока), обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока в дисперсиях посредством вычислений.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена общая схема акустического анализатора для определения размеров и электрокинетического потенциала несферических наноразмерных частиц в жидких средах. Цифрами обозначены: 1 - кольцевой канал, 2 - участок плавного сужения сечения, 3 - акустический измеритель, 4 - побудитель движения жидкой среды. O-O и G-G - поперечное сечение канала кольцевого в основном участке и в области измерений на участке максимального сужения сечения соответственно. H - длина участка сужения сечения, H_G - длина области измерений в суженном сечении, D - внутренний диаметр канала кольцевого в основном сечении, b - ширина сечения канала кольцевого в области измерений на участке максимального сужения сечения.

На фиг. 2 представлена зависимость продольной вязкости дисперсии от скорости потока дисперсии в основном сечении канала кольцевого. η_∞ - асимптотическое значение продольной вязкости, V_cr - критическое значение скорости потока.

На фиг. 3 представлена зависимость продольной вязкости дисперсии от степени сужения сечения потока (отношения площадей сечений потока в начале и в конце участка сужения потока S₀/S_G). η_∞- асимптотическое значение продольной вязкости, (S₀/S_G)_cr - критическое значение степени сужения сечения потока.

Способ определения значений параметров потока, обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока жидкой среды, реализуют с помощью схемы измерений, представленной на фиг. 1, следующим образом. Жидкую среду (дисперсию) с несферическими частицами для измерений заливают в измерительную ячейку 1 через устройство для залива. Дисперсию приводят в ламинарное движение в кольцевом канале со скоростью, достаточной для обеспечения ламинарного потока (для среды с вязкостью, близкой по значению к вязкости воды - со скоростью не более 20 мм/с) с использованием побудителя движения 4. В длинном участке кольцевого канала (в основном сечении диаметра D) формируется стационарный ламинарный поток при значениях числа Рейнольдса, не превышающих 500, и происходит предварительная ориентация частиц перед входом в участок плавного сужения сечения 2. Участок плавного сужения сечения выполнен в виде гибкой измерительной ячейки из силиконовой резины, имеющей крестообразную форму с 4-мя патрубками, два из которых служат для встраивания ячейки в замкнутый кольцевой канал основного круглого сечения с внутренним диаметром D. Два других[ патрубка служат для установки в них излучателя и приемника акустического измерителя 3 таким образом, чтобы их чувствительные поверхности были заподлицо с внутренней стенкой кольцевого канала. Расстояние между излучателем и приемником b, равное ширине просвета кольцевого канала в области сужения сечения, регулируют в диапазоне от 0,25 мм до 20 мм.

Зондирующая ультразвуковая (УЗ) волна распространяется от излучателя к приемнику акустического измерителя 3 перпендикулярно направлению потока дисперсии в суженном сечении измерительной ячейки. Измеряют коэффициент затухания ультразвуковой волны, прошедшей через измерительную ячейку шириной b, заполненную дисперсией. По измеренному коэффициенту затухания рассчитывают значение продольной вязкости дисперсии. Для обеспечения достаточной точности и повторяемости измерений температуру жидкой среды в канале стабилизируют с помощью термостата.

Измерение вязкости в дисперсиях производят следующим образом. Акустическим измерителем определяют амплитуды интенсивностей падающей I_in и прошедшей I_out через слой дисперсии толщиной b ультразвуковой волны с частотой ν, варьируемой в диапазоне от 1 до 100 МГц. На основе этих данных в вычислительном блоке производится расчет акустических коэффициентов затухания α ультразвука в дисперсии с частицами по формуле:

Величину продольной вязкости 77 рассчитывают в соответствии с законом Стокса из значения коэффициента затухания α (1), скорости звука с в дисперсии, плотности дисперсии ρ и частоты ультразвука ω=2πν:

Указанная величина продольной (вдоль направления распространения УЗ волны) вязкости дисперсии η изменяется при выстраивании несферических частиц дисперсной фазы вдоль потока дисперсии (то есть перпендикулярно направлению УЗ волны). При увеличении степени ориентации несферических частиц вдоль потока продольная вязкость монотонно уменьшается, асимптотически приближаясь к минимальному значению, соответствующему полной ориентации несферических частиц вдоль потока. Полное выстраивание несферических частиц (и, таким образом, достижение асимптотического значения продольной вязкости) невозможно, поскольку процесс разворота частиц носит стохастический характер, а также вследствие влияния Броуновского движения. Тем не менее, в большинстве практических задач не требуется полное выстраивание несферических частиц. В качестве примера реализации предлагаемого способа, критерием наступления максимальной ориентации частиц в потоке можно принять достижение состояния дисперсии, в котором ее продольная вязкость отличается от минимального асимптотического значения менее чем на 5%.

Для определения значений параметров потока, обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока жидкой среды, на первом этапе фиксируют ширину зазора b, задавая площадь поперечного сечения канала в зоне измерений S_G (сечение G-G) значительно меньшей, чем площадь сечения входящего потока S₀=πD²/4 (сечение O-O). Таким образом, при течении дисперсии на участке сужения сечения длиной H реализуют ускоренное течение потока коллоида. Ускоренное течение оказывает выстраивающее действие на вытянутые частицы, разворачивая их в направлении движения потока со средней угловой скоростью изменения ориентации , определяемой текущим значением угла поворота частицы φ, ее аспектным отношением А и продольным градиентом скорости потока ∂V_H/∂H:

При значениях аспектного отношения A>5 и при среднем начальном значении угла поворота частицы φ=45° можно считать, что средняя угловая скорость изменения ориентации частиц определяется только продольным градиентом скорости, среднее значение которого зависит от начальной скорости потока в основном сечении V₀, длины участка сужения H и отношения площадей сечений потока S₀/S_G в начале и в конце данного участка:

Отношение площадей сечений потока S₀/S_G называется степенью сужения сечения потока. При неизменном значении диаметра основного сечения D и при варьируемом значении ширины зазора b степень сужения сечения потока оценивается выражением:

В соответствии с приведенными формулами (3)-(5) значительная степень ориентации несферических нанообъектов в потоке дисперсии достигается уже при соотношении площадей сечений S₀/S_G≥2,5, что соответствует значению ширины зазора b=8 мм. При указанном фиксированном значении ширины зазора b производят измерение зависимости продольной вязкости от скорости течения дисперсии η(V), что позволяет наблюдать монотонное снижение вязкости при увеличении скорости потока. Асимптотический выход значения вязкости к предельному значению означает реализацию возможности пренебречь броуновским вращательным движением. Характерное значение скорости, при котором значение вязкости приближается к асимптотическому значению и отличается от него не более чем на 5%, принимают как критическое значение скорости V^*.

На втором этапе при фиксированном значении скорости потока вблизи критического значения V>V^* производится измерение зависимости продольной вязкости от степени сужения сечения потока η(S₀/S_G). Данная функция представляет собой монотонное снижение вязкости при увеличении степени сужения сечения с асимптотическим выходом значения вязкости к предельному значению. Характерное значение степени сужения сечения потока, при котором значение вязкости приближается к асимптотическому значению, и это отличие составляет 5%, принимаем как критическое значение степени сужения сечения потока (S₀/S_G)^*.

Таким образом определяются критические значения параметров потока дисперсии, V^* и (S₀/S_G)^*, выше которых реализуется состояние несферических нанообъектов в дисперсии с их ориентацией вдоль направления потока.

Предложенное техническое решение обеспечивает определение параметров потока, обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока жидкой среды благодаря применению метода акустической спектроскопии для измерения продольной вязкости дисперсии в ускоряющемся потоке.

Способ определения значений параметров потока, обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока жидкой среды, может быть использован для контроля степени ориентации вытянутых и пластинчатых нанообъектов в промышленных дисперсиях. В том числе устройство необходимо для контроля параметров технологических дисперсий углеродных нанотрубок и наностержней перед их применением для формирования электродов суперконденсаторов, Li-ионных батарей, автоэмиссионных катодов, композитных материалов, волокон, проводников и полупроводниковых структур с целью обеспечения однородной и упорядоченной структуры, определяющей высокие функциональных параметры изделий..

Таким образом, новый способ определения значений параметров потока, обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока жидкой среды, позволяет оперативно определить значения скорости потока и степени сужения сечения потока, при которых происходит максимальная ориентация вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока в жидких средах, в том числе, концентрированных и непрозрачных.

Источники информации.

1. Патент US 5576617, G01N 15/10; G01N 15/02; G01N 15/12; G01N 27/06. Apparatus & method for measuring the average aspect ratio of non-spherical particles in a suspension - Прибор и метод для измерения среднего аспектного соотношения несферических частиц в дисперсии.

2. Патент WO 9416308, G01N 15/10; G01N 15/02; G01N 15/12; G01N 27/06. Aspect ratio measurement - Измерения аспектного соотношения.

3. Патент US 20110076665, A01N 1/00; B32B 23/00; C08B 1/00; С12М 1/00; C12N 5/00; C40B 50/06. Electromagnetic controlled biofabrication for manufacturing of mimetic biocompatible materials - Электромагнитно контролируемое производство миметических биосовместимых материалов.

4. Патент US 4290011 A, G01N 15/12. Particle length and volume comeasurement with controlled orientation - Измерение длины и объема частиц при контролируемой ориентации.

5. Патент US 6109098, Particle size distribution and zeta potential using acoustic and electroacoustic spectroscopy - Определения размера частиц и дзета-потенциала с помощью акустической и электроакустической спектроскопии.

1. Способ определения значений параметров потока, обеспечивающих максимальную ориентацию вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока жидкой среды, характеризующийся тем, что используют измерительную ячейку в форме кольцевого канала переменного сечения для создания ускоренного потока, содержащую побудитель ламинарного течения и установленный в области сужения кольцевого канала акустический измеритель, с помощью которого в образце жидкой среды измеряют акустические спектры затухания ультразвука, по измеренным спектрам рассчитывают продольную вязкость жидкой среды и определяют зависимость продольной вязкости от скорости потока жидкой среды и от степени сужения сечения потока в области измерений и по измеренной зависимости вычисляют критическое значение скорости потока и критическое значение степени сужения сечения потока, выше которых реализуется состояние максимальной ориентации вытянутых и пластинчатых нанообъектов вдоль потока жидкой среды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что критическое значение скорости потока определяется как величина скорости потока, при которой значение продольной вязкости на графике зависимости продольной вязкости от скорости потока приближается к асимптотическому значению и отличается от него на 5%, а критическое значение степени сужения сечения потока определяется как величина степени сужения сечения потока, при которой значение продольной вязкости на графике зависимости продольной вязкости от степени сужения сечения потока приближается к асимптотическому значению и отличается от него на 5%.

Изобретение относится к метрологии. Cтенд для акустических испытаний шумопоглощающих панелей содержит испытательную камеру, стены которой облицованы исследуемой шумопоглощающей облицовкой в виде шумопоглощающих панелей.

Способ и устройство определения места прохождения трубопровода // 2650747

Изобретение относится к измерительной техники и может быть использовано для поиска места прохождения и глубины трубопроводов водоснабжения и теплосети, газо- и нефтепроводов, находящихся под землей.

Устройство и способ ультразвуковой дефектоскопии // 2650449

Использование: для выполнения ультразвуковой дефектоскопии на сварном шве трубы. Сущность изобретения заключается в том, что устройство ультразвуковой дефектоскопии содержит: головку датчика ультразвуковой дефектоскопии, установленную дальше после модуля детектирования шва; модуль расчета положения шва, который рассчитывает положение шва и положение среза наплавленного металла трубы, сваренной электрической контактной сваркой, используя тепловое изображение участка сварного шва, снятое модулем детектирования шва; модуль детектирования полосы среза наплавленного металла, который установлен непосредственно перед или непосредственно после головки датчика ультразвуковой дефектоскопии и который детектирует полосу среза наплавленного металла трубы, сваренной электрической контактной сваркой; модуль расчета положения среза наплавленного металла, который рассчитывает положение среза наплавленного металла трубы, сваренной электрической контактной сваркой, на основе полосы среза наплавленного металла, детектированной модулем детектирования полосы среза наплавленного металла; и модуль расчета величины отслеживающего перемещения, который рассчитывает величину отслеживающего перемещения головки датчика ультразвуковой дефектоскопии, используя указанные положение шва и положение среза наплавленного металла, рассчитанные модулем расчета положения шва, и положение среза наплавленного металла, рассчитанное модулем расчета положения среза наплавленного металла.

Способ калибровки преобразователей акустической эмиссии // 2650357

Использование: для калибровки преобразователей акустической эмиссии. Сущность изобретения заключается в том, что тестовый акустический сигнал от одного источника принимается двумя преобразователями акустической эмиссии, стандартным и калибруемым, первоначально в акустический контакт с передающим блоком вводится стандартный преобразователь акустической эмиссии, обрабатывается и запоминается сигнал от этого преобразователя, затем устанавливается калибруемый преобразователь на место стандартного, записывается и обрабатывается второй сигнал в компьютере, который сравнивается с эталонным, при этом тестовый акустический сигнал воспроизводится ударным воздействием на передающий блок калиброванными металлическими элементами, калибровка системы осуществляется с помощью быстродействующей тензометрической системы и подключенного к ней тензопреобразователя, которые регистрируют абсолютные перемещения объекта в месте ударного воздействия.

Устройство ультразвуковой визуализации объектов в жидких средах (варианты) // 2650348

Группа изобретений относится к ультразвуковой визуализации объектов. Устройство ультразвуковой визуализации объектов в жидких средах содержит генератор и блок обработки информации, корпус, лазер, первую и вторую двояковыпуклую оптическую линзы, полупрозрачное оптическое зеркало, отражающее оптическое зеркало, приёмную матрицу, плоско-выпуклую оптическую линзу, диск с первыми сквозными отверстиями, в каждом из которых размещён волновод с входным и выходным торцами, акустическую линзу, акустический излучатель.

Способ определения изменяющихся во времени термомеханических напряжений и/или градиентов напряжения по толщине стенок металлических тел // 2649220

Использование: для определения изменяющихся во времени термомеханических напряжений и/или градиентов напряжения по толщине стенок металлических тел, в частности трубопроводов.

Способ увеличения динамического диапазона сигналов измеряемых при проведении ультразвукового контроля // 2649028

Использование: для ультразвукового контроля. Сущность изобретения заключается в том, что для увеличения динамического диапазона сигналов, измеряемых при проведении ультразвукового контроля, восстанавливают исходную форму сигнала, искаженную за счет ограничения его амплитуды по заданным положительному и/или отрицательному уровням (клиппирование), при этом исходная форма сигнала восстанавливается (деклиппируется) итерационным способом, при котором спектр эхосигнала предыдущей итерации ограничивается в заданном частотном диапазоне, выполняется обратное преобразование Фурье, в полученном сигнале его значения на временных интервалах, где сигнал не искажен, заменяются значениями клиппированного сигнала, а на временных интервалах, где сигнал клиппирован, значения сигнала по модулю, меньшие уровня клиппирования, заменяются значениями уровня отсечки, после чего выполняется следующая итерация.

Мониторинг гидравлического разрыва пласта // 2648743

Группа изобретений относится к способу, системе и ее применению для скважинного мониторинга гидравлического разрыва пласта. Способ включает этапы, на которых: опрашивают оптическое волокно, размещенное вдоль траектории ствола скважины, для формирования распределенного акустического датчика; собирают данные от многочисленных продольных участков волокна; и обрабатывают указанные данные для получения индикации вымывания проппанта.

Способ определения вклада пластической деформации в величину акустической анизотропии при измерении в деталях машин и элементах конструкции // 2648309

Использование: для определения вклада пластической деформации в величину акустической анизотропии при измерении в деталях машин и элементах конструкций. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют ультразвуковое измерение акустической анизотропии, позволяющее определить величину вклада пластической деформации в величину акустической анизотропии путем сравнения значений акустической анизотропии, измеренной в контрольной точке детали или элемента до и после шлифования его поверхности на глубину не менее половины характерного размера зерна металла, при этом, циклы шлифования и последующего измерения акустической анизотропии на шлифованной поверхности в контрольной точке продолжают до тех пор, пока относительная разница значений акустической анизотропии в двух соседних циклах не составит значение, не превышающее 10%.

Способ исследования акустической коагуляции в газовой среде // 2647993

Изобретение относится к сфере космических исследований и технологий и может быть использовано для экспериментальной отработки технологии ускорения осаждения пыли в марсианской атмосфере.

Способ для акустических испытаний звукопоглотителей с резонансными элементами // 2652139

Изобретение относится к метрологии. В металлическом корпусе со съемной передней крышкой, стенки которого облицованы исследуемым звукопоглотителем, на днище корпуса через упругодемпфирующую прокладку устанавливают регулируемый источник шума, причем регулировку осуществляют по громкости звука и частоте сигнала с помощью усилителя мощности сигнала и осциллографа, а на расстоянии 1 м от крышки корпуса закрепляют микрофон, сигналы уровней звукового давления от которого направляют на анализатор спектра частот, а затем на компьютер для обработки полученной информации, а уровень звуковой мощности Lp определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lср на измерительной поверхности S, м2, за которую принята площадь полусферы, ,где S=2πr2; r - расстояние от центра источника до точек измерений; S0=1 м2, а корректированный уровень звуковой мощности LpA: ,где LAср - средний уровень звука на измерительной поверхности. Технический результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в заглушенной камере // 2652159

Изобретение относится к акустике. В стенде для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в заглушенной камере, включающей в себя заглушенную камеру, в которой поглощается падающий на стены звук от испытуемого объекта, устанавливаемого на плавающем полу, при этом заглушенная камера размещается в отдельном здании с фундаментом, стенами, потолочным перекрытием, внутри которого, на автономном фундаменте, размещаются ее стены, плавающий пол, на котором устанавливается испытуемый объект и легкое потолочное перекрытие, при этом заглушенную камеру герметично облицовывают со всех сторон вновь разработанным и подлежащим испытанию звукопоглощающим элементом, при этом уровень звуковой мощности Lр испытуемого объекта определяется по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lср на его измерительной поверхности, за которую принимают площадь полусферы S, м2, т.е. S=2πr2, затем определяется корректированный уровень звуковой мощности LрА. Технический результат - повышение точности измерения эффективности шумоглушения исследуемых акустических характеристик новых звукопоглощающих элементов. 2 ил.

Способ для акустических испытаний звукопоглотителей с резонансными элементами // 2652161

Изобретение относится к метрологии. В способе для акустических испытаний звукопоглотителей с резонансными элементами, заключающемся в том, что в металлическом корпусе со съемной передней крышкой, стенки которого облицованы исследуемым звукопоглотителем, на днище корпуса через упругодемпфирующую прокладку устанавливают регулируемый источник шума, причем регулировку осуществляют по громкости звука и частоте сигнала с помощью усилителя мощности сигнала и осциллографа, а на расстоянии 1 м от крышки корпуса закрепляют микрофон, сигналы уровней звукового давления от которого направляют на анализатор спектра частот, а затем на компьютер для обработки полученной информации, а уровень звуковой мощности Lp определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lcp на измерительной поверхности S, м2, за которую принята площадь полусферы, а затем находят корректированный уровень звуковой мощности LpА. Технический результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями. 5 ил.

Стенд для виброакустических испытаний образцов упругих и шумопоглощающих элементов // 2652163

Изобретение относится к метрологии. В стенде для виброакустических испытаний образцов упругих и шумопоглощающих элементов, содержащем основание, на котором закреплена переборка, в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, а на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытуемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируются индикатором перемещений. На основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр, при этом для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при расшифровке которых определяют собственные частоты систем виброизоляции и логарифмический декремент затухания колебаний. Комбинированная шумопоглощающая облицовка выполнена в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, который выполнен в виде двух слоев: один из которых, прилегающий к жесткой стенке, является звукопоглощающим, а другой, прилегающий к перфорированной стенке, выполнен с перфорацией из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, при этом в качестве звукоотражающего материала применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м3 со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминий, или звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м3, или материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом. Технический результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов. 8 ил.

Стенд для акустических испытаний звукопоглотителей // 2652165

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд для акустических испытаний звукопоглотителей содержит корпус со съемной передней крышкой, стенки которого облицованы исследуемым звукопоглотителем, на днище корпуса через упругодемпфирующую прокладку установлен регулируемый источник шума, причем регулировка осуществляется по громкости звука и частоте сигнала с помощью усилителя мощности сигнала и осциллографа, а на расстоянии 1 м от крышки корпуса закреплен микрофон, сигналы уровней звукового давления от которого поступают на анализатор спектра частот, а затем на компьютер для обработки полученной информации, при этом уровень звуковой мощности Lp определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lcp на измерительной поверхности S, м2, за которую принята площадь полусферы, где шумопоглощающая облицовка выполнена с резонансными вставками и содержит гладкую и перфорированную поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков и пустотелых участков. Технический результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями. 5 ил.

Контактная жидкость для ультразвуковой дефектоскопии // 2652380

Изобретение раскрывает контактную жидкость для ультразвуковой дефектоскопии, которая содержит хлорид металла или смесь хлоридов металлов с низкой температурой замерзания в водном растворе, жидкое стекло, полиакриламид, антикоррозионные добавки и воду, при этом она дополнительно содержит формиат металла или смесь формиатов металлов, имеющих низкую температуру замерзания в водном растворе, пропиленгликоль и глицерин, при следующем соотношении компонентов, мас. %: Хлорид металла или смесь хлоридов металлов с низкой температурой замерзания в водном растворе 3,0-25,0 Формиат металла или смесь формиатов металлов с низкой температурой замерзания в водном растворе 0,4-8,0 Пропиленгликоль 0,5-15,0 Глицерин 0,5-7,0 Жидкое стекло 0,1-8,0 Полиакриламид 0,1-0,8 Антикоррозионные добавки 1,0-10,0 Вода Остальное Техническим результатом изобретения является обеспечение надежного акустического контакта с контролируемым объектом в широких диапазонах рабочих температур и скоростей движения дефектоскопической тележки, возможности длительного хранения контактной жидкости при отсутствии специальных требований к условиям хранения. 2 табл.