Ультразвуковая спектроскопия
Ультразвуковая спектроскопия — это наука о распространении ультразвуковых волн.
Являясь разделом экспериментальной акустики, она изучает частотные зависимости
параметров распространения УЗ (коэффициентов затухания и скорости распространения)
с целью определения структуры и свойств вещества. В большинстве случаев ультразвуковые (высокочастотные) импульсы направляются в изучаемую среду, а отраженные эхо-сигналы оцениваются на компьютере.
Похожая технология широко распространена в природе (летучие мыши и дельфины используют эту технологию для ориентации в пространстве и поиска объектов), в морском деле (для обнаружения косяков рыб или определения глубины моря), в медицине (УЗИ) и в промышленности —
в ультразвуковых расходомерах или для приложений неразрушающего контроля.
Arenal PCS использует ультразвуковую спектроскопию для определения свойств жидкостей.
Дело в том, что все жидкости по-разному поглощают, отражают и передают ультразвуковые импульсы. Поскольку в большинстве используемых трубопроводов или резервуаров присутствует один и тот же тип жидкости, можно определить концентрацию растворенных или взвешенных твердых частиц, температуру и плотность.
Ультразвуковая спектроскопия —
- это неразрушающая технология
- не потребляет химикаты и реагенты
- не требует расходных материалов
- не дрейфует и не требует частой калибровки при обслуживании
- может измерять параметры с высокой частотой (1000 Гц)
- может иметь как искробезопасные, так и взрывозащищенные исполнения
- может использоваться в широком температурном диапазоне
- может быть реализована компактно
- может реализовываться в разных вариантах исполнения и из разных материалов
- потребляет очень мало энергии
Это одна из прогрессивных аналитических технологий настоящего и будущего.
Анализ ультразвуковых сигналов
Акустические волны генерируются после подачи импульса высокого напряжения на пьезоэлемент. Благодаря пьезоэлектрическому эффекту элемент вибрирует. Это микродвижение элемента передается керамической части датчика, а затем волна перемещается в пульпу. На границе керамики элемента и пульпы ультразвуковые волны передаются и отражаются. Измеряя отраженные волны, Arenal может определять акустические свойства материалов (например, акустический импеданс, скорость звука, затухание и спектр ультразвуковых частот). Эти параметры связаны с их физическими свойствами (плотность, температура, концентрация сухих веществ, вязкость, размер частиц). С помощью ультразвуковой спектроскопии мы измеряем акустические свойства и путем обратного моделирования физических законов определяются физические свойства среды.
Так как скорость звука и температура зависят от концентрации растворенных твердых веществ, измерение акустических параметров позволяет рассчитать удельный вес и плотность.
Установка для ультразвуковой спектроскопии состоит из следующих частей:
- Анализатор с сенсорным дисплеем (IP67, 220v)
- Преобразователь датчика плотности (Modbus RTU / RS485, 24v питание от анализатора)
- Ультразвуковой керамический датчик плотности (SiC)
- Модуль удаленного мониторинга
- Соединительный кабель
- Кран для отбора проб
Компания Arenal специализируется на:
1. Мониторинге плотности пульпы в горнодобывающей промышленности, дноуглубительных работах, бурении;
2. Мониторинге концентрации многих промышленных химикатов, таких как основания, соли, кислоты, масла;
3. Мониторинге загрязнителей в чистых жидкостях (деионизированной воде);
4. Мониторинге полных процессов, таких как смешивание, кристаллизация, отстаивание, разделение;
5. Мониторинге ХПК для очистных сооружений различных типов производств.