專利名稱：高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高粘度液體中氣泡含量的聲學(xué)檢測(cè)方法及裝置，適用于檢測(cè)高粘 度液體中的氣泡含量。
背景技術(shù)：
所有液體都有溶解氣體的能力，溶解在液體中的氣體，以直徑為微米級(jí)的空化核 (或氣泡核)的形式存在。液體中的動(dòng)態(tài)氣泡，或者氣泡破裂時(shí)通常表現(xiàn)出一定的聲學(xué)特 征，聲測(cè)試技術(shù)作為一種直接的、非侵入性的方法，已經(jīng)廣泛用于液體中動(dòng)態(tài)氣泡聲特性的 研究。目前在醫(yī)療、海洋聲學(xué)及火山預(yù)測(cè)等領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用。對(duì)于高粘度的液體，其粘度、表面張力等物理屬性均不同于低粘度的液體。高粘度 液體中的氣泡依靠自身浮力上升的速度是極其緩慢的，必須依靠外力將氣泡帶到液面。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，通常要對(duì)高粘度液體物料進(jìn)行脫泡處理，目前脫泡技術(shù)在石 油、化工、紡織及冶金等領(lǐng)域被廣闊應(yīng)用。而脫泡效果是影響后序產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要因 素。目前在工程領(lǐng)域，必須在產(chǎn)品制成后，通過對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)價(jià)，再反過來評(píng)價(jià)脫泡效果 的好壞。這樣勢(shì)必造成成本的增加和加大檢驗(yàn)的誤差。脫泡效果的在線檢測(cè)或針對(duì)物料脫 泡參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，對(duì)于提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量均具有很高的實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明提出的高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)裝置及方法，能夠快速地在 完成高粘度液體內(nèi)氣泡含量的檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種采用高粘度液體中氣泡含量的低 壓聲學(xué)檢測(cè)裝置及方法，根據(jù)低壓條件下薄膜脫泡的機(jī)理，以及氣泡破裂的聲學(xué)特性，應(yīng)用 聲學(xué)測(cè)試手段檢測(cè)高粘度液體中的氣泡含量。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的高粘度液體中氣泡含量的低壓聲 學(xué)檢測(cè)裝置包括真空抽氣裝置，與真空抽氣裝置連接的減壓室，減壓室內(nèi)盛放有高粘度液 體和待測(cè)氣泡，用于接收減壓室輸出的信號(hào)的聲傳感器、用于接收聲傳感器輸出信號(hào)的信 號(hào)采集裝置和用于接收信號(hào)采集裝置輸出信號(hào)的并對(duì)其進(jìn)行分析的信號(hào)處理及分析裝置。優(yōu)選的，所述真空抽氣裝置包括真空泵，與真空泵連接的真空表和與真空泵連接 的用于控制真空泵的真空閥。本發(fā)明還提供了一種高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)方法，該方法包括如 下步驟由真空抽氣裝置抽出減壓室內(nèi)的空氣，隨著減壓室內(nèi)氣壓的降低，高粘度液體中的 氣泡在低壓作用下迅速生長(zhǎng)直至破裂，信號(hào)采集裝置采集聲傳感器接收到的氣泡破裂時(shí)發(fā) 出的聲信號(hào)，并將該聲信號(hào)傳送給信號(hào)處理分析裝置，由信號(hào)處理分析裝置根據(jù)的聲信號(hào) 中出現(xiàn)的脈沖數(shù)分析出高粘度液體中氣泡的含量。優(yōu)選的，所述真空抽氣裝置抽出減壓室的空氣的方法為，由真空泵抽取減壓室內(nèi) 的空氣，真空閥控制真空泵是否抽取空氣，真空表用于檢測(cè)減壓室內(nèi)的壓力大小。
有益效果該方法及裝置能快速完成高粘度液體內(nèi)氣泡含量的檢測(cè)。


圖1表示高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)示意圖中符號(hào)說明一表示柱形減壓室的直徑，L柱形減壓室的高f,聲傳感器伸入深度；
真空泵1，真空表2，真空閥3，減壓室4，聲傳感器5，信號(hào)采集裝置6，信號(hào)處理及分析裝置 7，高粘度液體8，氣泡9。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。參見圖1，本發(fā)明提供的高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)裝置包括真空抽 氣裝置，與真空抽氣裝置連接的減壓室4，與減壓室4連接的信號(hào)采集裝置以及與信號(hào)采集 裝置連接的信號(hào)處理及分析裝置7。真空抽氣裝置用于抽取減壓室4內(nèi)的空氣，減壓室4內(nèi)盛放有待測(cè)的高粘度液體 8，采集裝置用于接收減壓室4發(fā)出的聲信號(hào)并將該聲信號(hào)傳送給信號(hào)處理分析裝置7，該 信號(hào)處理及分析裝置7用于根據(jù)接收到的聲信號(hào)分析出高粘度液體8中的氣泡含量。真空抽氣裝置包括真空泵1，與真空泵1連接的真空表2和與真空泵1連接的用于 控制真空泵1的真空閥3。采集裝置包括與減壓室4相連的用于接收減壓室4傳出的聲信號(hào)的聲傳感器5和 與聲傳感器5相連且用于存放聲信號(hào)的信號(hào)采集裝置6，該信號(hào)采集裝置6還與信號(hào)處理及 分析裝置7相連。本發(fā)明提供的高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)方法，該方法包括如下步 驟由真空抽氣裝置抽出減壓室4內(nèi)的空氣，隨著減壓室4內(nèi)氣壓的降低，高粘度液體8中 的氣泡9在低壓作用下迅速生長(zhǎng)直至破裂，破裂產(chǎn)生的聲信號(hào)由信號(hào)采集裝置接收傳入到 信號(hào)處理及分析裝置7，由聲信號(hào)即可分析出該高粘度液中氣泡的含量氣泡破裂產(chǎn)生的 聲信號(hào)的脈沖數(shù)即為破裂的氣泡數(shù)，也就是單位體積高粘度液體內(nèi)氣泡的含量。所述真空抽氣裝置為真空泵1。采集裝置包括與減壓室4相連的用于接收減壓室4傳出的聲信號(hào)的聲傳感器5和 與聲傳感器5相連且用于存放聲信號(hào)的信號(hào)采集裝置6，該信號(hào)采集裝置6還與信號(hào)處理及 分析裝置7相連，聲信號(hào)有聲傳感器5接收并傳送到信號(hào)采集裝置6，有信號(hào)采集裝置6傳 送到信號(hào)處理及分析裝置7。為能向柱形減壓室4內(nèi)放置高粘度液體和便于低壓室的清洗，柱形低壓室的頂蓋 設(shè)計(jì)成可拆裝形式。單位體積的高粘度液體以液膜8的形式均勻分布在低壓室底面。為便于直接觀察低壓室內(nèi)的氣泡，柱形低壓室可采用透明樹脂玻璃材料，但壁厚 必須滿足承受低壓要求。低壓室通過真空管道與真空泵1相連接，真空管道上設(shè)置有真空閥3，真空表2用 于監(jiān)測(cè)柱形低壓室內(nèi)壓力大小。聲傳感器5安裝在減壓室4頂蓋的中心，并伸進(jìn)一高度h，聲傳感器5接收的信號(hào)首先傳送到信號(hào)采集裝置6，再傳送到信號(hào)處理及分析裝置7進(jìn)行分析，由信號(hào)處理分析裝 置7根據(jù)的聲信號(hào)中出現(xiàn)的脈沖數(shù)分析出高粘度液體8中氣泡的含量。
權(quán)利要求
1.一種高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于該裝置包括真空抽 氣裝置，與真空抽氣裝置連接的減壓室(4)，減壓室(4)內(nèi)盛放有高粘度液體(8)和待測(cè)氣 泡(9)，用于接收減壓室(4)輸出的信號(hào)的聲傳感器(5)、用于接收聲傳感器(5)輸出信號(hào)的 信號(hào)采集裝置(6)和用于接收信號(hào)采集裝置(6)輸出信號(hào)的并對(duì)其進(jìn)行分析的信號(hào)處理及 分析裝置(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于 所述真空抽氣裝置包括真空泵(1)，與真空泵(1)連接的真空表(2)和與真空泵(1)連接的 用于控制真空泵(1)的真空閥(3 )。
3.一種用于權(quán)利要求1所述的高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)方法，其特征 在于該方法包括如下步驟由真空抽氣裝置抽出減壓室(4)內(nèi)的空氣，隨著減壓室(4)內(nèi) 氣壓的降低，高粘度液體(8 )中的氣泡(9 )在低壓作用下迅速生長(zhǎng)直至破裂，信號(hào)采集裝置 (6)采集聲傳感器(5)接收到的氣泡破裂時(shí)發(fā)出的聲信號(hào)，并將該聲信號(hào)傳送給信號(hào)處理 分析裝置(7)，由信號(hào)處理分析裝置(7)根據(jù)的聲信號(hào)中出現(xiàn)的脈沖數(shù)分析出高粘度液體 (8)中氣泡的含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于 所述真空抽氣裝置抽出減壓室(4)的空氣的方法為，由真空泵(1)抽取減壓室(4)內(nèi)的空 氣，真空閥(3)控制真空泵(4)是否抽取空氣，真空表(2)用于檢測(cè)減壓室(4)內(nèi)的壓力大
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高粘度液體中氣泡含量的低壓聲學(xué)檢測(cè)裝置及方法。該裝置包括真空抽氣裝置，與真空抽氣裝置連接的減壓室(4)，與減壓室(4)連接的聲傳感器(5)、信號(hào)采集裝置(6)及信號(hào)處理及分析裝置(7)；真空抽氣裝置用于抽取減壓室(4)內(nèi)的空氣，減壓室(4)內(nèi)盛放有待測(cè)的含有氣泡(9)的高粘度液體(8)，信號(hào)采集裝置(6)采集聲傳感器(5)接收到的氣泡破裂時(shí)發(fā)出的聲信號(hào)，并將該聲信號(hào)傳送給信號(hào)處理分析裝置(7)，根據(jù)處理后的聲信號(hào)可以分析出高粘度液體(8)中的氣泡的含量。該裝置及方法能快速完成檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N29/02GK102147393SQ20111000728
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者劉曉波, 張建潤(rùn), 李普, 江克賀 申請(qǐng)人:東南大學(xué)