Применение ультразвуковых поверхностных и нормальных волн для измерений параметров технических жидкостей. I. Измерение сдвиговой вязкости
Гитис М.Б.1, Чуприн В.А.1
1Научно-промышленная компания "Луч", Балашиха, Московская область, Россия
Email: vachuprin@mail.ru
Поступила в редакцию: 12 апреля 2011 г.
Выставление онлайн: 19 апреля 2012 г.
Рассмотрено влияние вязкости жидкости на распространение нулевой моды горизонтально поляризованной нормальной волны в тонком по сравнению с длиной волны волноводе, погруженном в жидкость. Показано, что в первом приближении по отношению сдвигового импеданса жидкости к сдвиговому импедансу волновода амплитуда такой волны затухает с пройденным расстоянием экспоненциально с коэффициентом затухания, пропорциональным квадратному корню из сдвиговой вязкости жидкости. Проведены численные оценки уменьшения амплитуды волны, обязанные сдвиговой вязкости жидкости, из которых следует возможность разработки метода ее измерений с высокой чувствительностью. Проведена экспериментальная проверка метода на волноводе в виде алюминиевой ленты толщиной 0.3 mm и длиной 14 cm на частоте 2 MHz. Было установлено, что уменьшение амплитуды принятого сигнала при погружении волновода в дистиллированную воду (табличное значение сдвиговой вязкости 1.05· 10-3 Pa·s) по сравнению с амплитудой в ненагруженном волноводе составляет 0.42 dB, что может рассматриваться как характеристика чувствительности экспериментального устройства. Описана методика калибровки датчика. Проведены измерения сдвиговой вязкости в растворах сахарозы в дистилированной воде. Результаты экспериментов качественно хорошо согласуются с теоретическими оценками.
- Hauptmann P., Hoppe N., Puttmer A. // Measurment Science and Technology. 2002. Vol. 13. P. R73--R83
- Михайлов И.Г., Соловьев В.А., Сырников Ю.П. Основы молекулярной акустики. М.: Наука, 1964. 514 с
- Moore R.S., McSkimin H.J. // Physical Acoustics. NY: Academic Press. 1970. Vol. VI. P. 167--243
- Sheen S.Z., Chien H.T., Raptis A.C. // Rev. of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 1995. Vol. 14A. P. 1151--1158
- Reed C.E., Kanazawa K.K., Kaufman J.H. // J. Appl. Phys. 1990. Vol. 68. P. 1993--2001
- Kielczynski P., Pajewski W. Szalewski M. // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics ana Frequency Control. 2003. Vol. 50. P. 230--236
- Ballantine D.S., White R.W., Ricco S.J., Zellers E.T., Frye G.C., Wohltjen Z. Acoustic wave sensors. San Diego: Academic, 1997. 430 p
- Lange K., Rapp B., Rapp M. // Anal Bioanal. Chem. 2008. Vol. 391. P. 1509--1519
- Викторов И.А. Физические основы приминения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. 168 с
- Физическая акустика. Под ред. У. Мезона. Т. 1а. М.: Мир, 1966. С. 140--203.
- Harrison G., Barlow A.J. // Method of Experimental Physics. 1981. Vol. 19. P. 159--166
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1988. 736 с
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. М.: Наука, 1987. 248 с
- Hunston D.L., Knauss C.J., Palmer M.B., Myers R.R. // Trans. Soc. Rheol. 1972. Vol. 16. P. 45--57
- Ullmann's Enciclopedia of Industrial Chemistry. Berlin: VCH. 1994. Vol. A25. P. 350--351.
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук