Ультразвуковая спектроскопия

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.