Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Вибратор продольных колебаний представляет собой обычно узкую пластинку полуволновой длины из Рис. 3. Схема датчика вискогиметра с вибратором на крутильнмх «олебаиикх: г— круглый стержень; г — алектромеханический преобразователь; г — жиккосты е — преобразователь, сознающий електри- ческий сигнал. магкитострикмионного материала, закрепленную в узле колебаний (рис. (). Верхняя половина пластины 1 находится в поле возбун<дающего колебания соленоида 2, а нижняя опущена в контролируемую жидкость 8.
Вибратор крутильных колебаний— круглый стержень 1, также закреп.ленный в узле колебаний (рис. 2). Врутильные нолебания возбуждаются при помощи электромагнитного или к.-л. другого электромеханич. прсобразонателя г, создающего в верхней части стержня крутящий момент. В конструкцию погружаемого в жидкость датчика В., кроме внбратора и системы возбуждения колебаний (напр., соленоида), входит преобразователь е, создающий электрич. сигнал, напряжение к-рого П пропорционально амплитуде продольных з или крутильных ср колебаний. Вяакость чаще всего оценивают по изменению добротности вибрато.
ра. При атом используется две ивмернтельные схемы. Первая позволнет определить изменение амплитуды колебании вибратора при нагрувке его жидкостью (рис. 3). Вовбуждающая обьютка вибратора в датчике 1 подкпочается к выходу усилитеньвого блока г с ограниченной амплитудой выходного напряжения. Сигнал с прсобрааователя подается на вход линейного усилителя д, выходи-рого соеди- Рис. 3.
Блок-схема зискоеиметра, кемеркющего низкость ло амплитуде колебаний вибратора: 1 — лат. чик; г — блан усилителя-ограни ойеля; г — линейный усйлителес е — блок инЛикацин и регистра- ции. нен со входом усилительного блока 3. Таким образом замыкается петля положительной обратной связи, обеспечивающей поддержание колебаний вибратора на собственной резонансной частоте.
Напрюкение на выходе усилителя 3 измеряетсн или регистрируется блоком е. Величина этого напряжении пропорциональна амплитуде колебаний, к-рая функционально связана с добротностью вибратора и определяется вязкостью жидкости. Вторая стена измерений основана на определении времени затухания колебаний вибратора после его возбуждении электрич. импульсом (рис. 4). Импульсный геноратор 1 питает возбуждающую обмотку датчика г. С преобразователя сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний, подаетсн на линейный усилитель с компаратором 3. После импульсного возбуждения амплитуда колебаний виб- возднйствин Рльтрязвз"кА ИА ратора уменьшается по экспоненциальпому аакову.
Когда амплитуда колебаний достигает нек-рого уровня, составляющего заранее выбранную долю от максимального аначения возбуждающего напряжения, блок 4 выдабт сигнал аапуска импульсного генератора. Чем меньше добротность Рис. е. Блед-схеиа зисиозииетре, измеряющего вязкость по времеви затухание сзобсдимх колебаний зибратора: ) — иипульсимй генератор; 3 — датчик; 3 — усидитедь с иоипзратореи; й — фориироватедь зепусиеююеге импудьса; з — часготсиер, индикатор, регистратор. вибратора (т. е.
чем выше вязкость жидкости), тем скорее напряжение на преобразователе будет достигать выбранного уровня и тем меньше будет период следования импульсов генератора 1. Устройство б выдает сигнал, пропорциональный частоте следования импульсов, функционально связанной с искомой вязкостью жидкости. В нивкочастотном УЗ-вом диапавоне и на звуковых частотах применяются т.
н. вибрационные В., вибраторы к-рых выполняются в виде элементов с сосредоточенными параметрами (напр., пластина на упругом подвесе] или в виде стержней, совершающих изгибиые колебания. В высокочастотном УЗ-вом диапазоне (десятки МГц) вязкость жидкости может быть определена принципиально другим способом — путем измерении комплексного коэфф. отражения воли при наклонном падении УЗ-вого пучка на поверхность раздела твердое тело — исследуемаи жидкость.
УЗ-вые В. (в т. ч, вибрационные) применяются в производстве синтетич. каучука, в лакокрасочной, электротехнической и нефтеперерабатывающей промышленности, в производстве нек-рых полимеров. Диапавон измеряемых вязкостей простирается от десятых долей сП до десятков тысяч П. Погрешность намерений, определяемая в процессе тарировки В.
по ньютоновским жидкостям с известной вязкостью, не превышает 3 — бейс. Основными преиму- элкктрохимичнскик нроцкссы 03 ществами УЗ-вых В. являются возможность непрерывных измерений непосредственно в ходе технологич. процесса (без взятия проб), широкий интервал рабочих темп-р (от 4 до 700 К) и давлений (до (00 атм), простота обеспечения условий вчрывобеаопасности. УЗ-вые В. позволяют осуществлять дистанционный контроль технологнч. процессов. Благодаря електрич.
выходному сигналу они легко включаются в системы автоматического управления и регулирования. Лит.: Л о и у х о в В. П., к с г а в И Н.„ Г д а з у в о з В. М., «Мехаиизация и автоматизации производства», 7999, № Н, с. 27 — 90; Смирнов Ху. К., в ии.: уг Всесеюеиад акустические исйфереиция, м., 1099, сеиц. с, № сгггх; к р ем д е е-' сиий В. П, йтепичев А. А., Новые аетоматичесиие еибрациоииые зисйозииетрм, Л, ~ 999; С и д и и и е и А Н, К и ил у в А.
Б., Вибрациовиий метод измерения вязиести жидкостей, Новисиб., 7970. Б. АХ Михилсм А. С. Хиву ии. ВОЗДЕИСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКА ИА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССИЕ Процессы электрохимич. осаждении металлов, используемые в технике для нанесении металлич. покрытии, могут интенсифицироватьси под деиствием УЗ. При прохождении постоянного тока через электролит на катоде выделяются атомы металла, к-рые образуются в результате присоединении электронов к ионам электролита.
Эффективность этого процесса характериауют т. н. выходом металла по току, т. е. отношением фактически выделенного на катоде вещества к теоретически возможному по закону Фарадея. В обычных условиях выход металла ко току с увеличением плотности тока рвано падает. Это обусловлено, во-первых, тем, что при прохождении тока концентрация ионов в электролите становится неравномерной и вблизи катода он обедняется, т. е. число ионов металла уменьшается. Во-вторых, иа катоде выделиется водород, ноны к-рого вместе с гпдрокспльными группами содержатся в водном растворе электролита", при этом прикатодное пространство обогащается газовой фазой. В результате процессы электроосаждения идут при значительном перенапряжении на катоде (т. е. повышается необходимый для проведения процесса потенциал катода), вто и обусловливает уменьшение выхода металла по току и увеличение 84 ВОздейстВие УлътРАВВУкА нА электРОхимические процессы Влияние ультразвука иа латекциал выделения водорода Пстэкцкэл катода, кВ Материал катода ультразвуковое поле бсэ кави- эацкк цри кави- тации Платина, Медь ..
Жэке го Никель Алюиккиз 900 1250 1140 1140 1620 500 320 460 360 660 длительности электролиаа. Наконец, процесс алсктролиза затрудняется изза адсорбции иа поверхности катода чужеродных молекул, что можно трактовать как уменьшение активной поверхности катода. Выделение водорода на катоде (т.
н. нолнризация катода), а также наличие посторонних примесей на нем ухудшают качество покрытия (делают его нористым), улэеньшают степень адгезии покрытия к подложке. Воздействие УЗ на кинетику электрохимич, процессов при малых интенсивностях обусловлено гл. обр. иозниквовением в электролите акустических течекии, к-рые, вызЫвая иеремешивание электролита, способствуют ныравнизанию концентрации ионов и дггагации электролита в прикатодном слое. При увеличении интенсивности УЗ и воаникновении каэитации эффективность УЗ-ваго воздействэгя на электрохимич.
процессы возрастает. Находящиесн в порах и трещинах катода зародьпни газовой фазы усиленно растут и покидают электролит, т. е. усиливается дегаэация; происходит очистка поверхности катода, к-рая приводит к увеличению его активной поверхности почти в 3 раза; рвано усиливаются микромаспиабные акустич. сечения, а с ними и процессы перемешивания. Все это способствует интенсифииации процесса электроосаждения: ускоряется растворение ъэеталла анода, ослаблнется истощение электролита вбливи катода (даже при плотностях тока до 7 — 8 А/дмэ).
Под действием УЗ сниэкается потенциал выделения водорода (см. табл.), и, следовательно, процесс дегазации электролита идет при меньших напряжениях. В результате действия этих факторов заметно увеличивается выход металла по току (рис. 4), допустимые значения тока возрастают для большинства типов электролитов в несколько раз (до (О и более) и достигают 8 — $0 А!дмэ. 100 Вч 80 э 60 й 40 й 20 012346678910 Ляотэастэ мага, А/дяэ Рис.
1. Влияние ультраээука иа выход ло тону кикеля иэ электролита с водородкык аокаэателем РН- 5 ари темпеРатуРе 20 С: 1 — бээ ультразвука; з и э— с ультразвуком частоты У = 24 кГц при интенсивности 1 =- 0,5 — 1 Вт1сэе и 1 = 5,0 Вт/ск'. Т. о„под действием УЗ повышается дроизводительвость электроосаждения, хзрактеризуеман увеличением толщины покрытия в единицу времени (рнс. 2).
Под воздействием нвлений, обусловленных УЗ, улучшается качество покрытии: понышаетсн плотность, а 16 к 1.4 К 1,2 1.0 г й О.о Д О 6 8 0,4 6 0.2 1 234 6 Б 1896 хэ, ргаяксстэ тога, Аугдяз Рис. 2. Влияние ультразвука ва скорость осэждекия никеля иэ элекцюлита с РН = 5: 1 — бээ ультразвука, г к г— с узжраээукок частоты у = 21 кГц при иктенсизкостк 1 = 0,5 — 1,0 Втусмэ в 1 = 5,0 Вт1см'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
