FI82776B - Foerfarande och anlaeggning foer analysering av massa. - Google Patents
Foerfarande och anlaeggning foer analysering av massa. Download PDFInfo
- Publication number
- FI82776B FI82776B FI851380A FI851380A FI82776B FI 82776 B FI82776 B FI 82776B FI 851380 A FI851380 A FI 851380A FI 851380 A FI851380 A FI 851380A FI 82776 B FI82776 B FI 82776B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- ultrasonic
- receiver
- log
- scattering
- attenuation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/032—Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
1 82776
MENETELMÄ JA LAITTEISTO MASSASULPUN ANALYSOIMISEKSI -FÖRFARANDE OCH ANLÄGGNING FÖR ANALYSERING AV MASSA
Keksinnön kohteena on menetelmä massasulpun 5 analysoimiseksi, jolloin massasulppuun johdetaan ultraääntä ja mitataan ultraäänen vaimeneminen I v» J-m · Edelleen keksinnön kohteena on laitteisto massasulpun analysoimiseksi käsittäen ultraäänilähettimen ja ultra-äänivastaanottimen ultraäänen vaimenemisen Iv.im mittaa-10 miseksi.
Nesteen, suspension ja erityisesti massasulpun ominaisuuksien mittaus ultraäänikeilan vaimenemisen perusteella on ennestään tunnettua patenttijulkaisuista US 2755662, US 3710615, US 3914984 ja GB 1302731. Näissä 15 tunnetuissa menetelmissä analysointi perustuu ultraäänen vaimentumisen määritykseen ultraäänen vaimentuessa ekspotentiaalisesti nesteessä kulkemansa matkan funktiona kaavan (I) mukaisesti: 20 Iv.i» =Ιοβ~*χ, (I) missä Iv.in on mitattu vaimentunut intensiteetti, I0 on intensiteetti lähtöpisteessä, a on kullekin aineelle ominainen vaimennusvakio ja x on etäisyys mittauspistee-25 seen (ultraäänen nesteessä kulkema matka). Puoliloga-ritmisessa koordinaatistossa vaimeneminen on lineaarista.
Ultraäänen vaimenemiseen perustuvissa mittauksissa ongelmia aiheuttaa mitattavassa aineessa, kuten 30 massasulpussa oleva ilma, etenkin hiukkasiin sitoutuneet mikrokuplat. Ultraäänen vaimeneminen on nimittäin erittäin suuressa määrin riippuvainen ilman määrästä, jolloin mitattavan suureen vaihtelu peittyy helposti ilman ja ilmakuplien aiheuttaman vaimennuksen alle.
35 Keksinnön tarkoituksena on ilman häiritsevän vaikutuksen eliminoiminen ultraäänen vaimenemisen mittaukseen perustuvassa nesteen tai suspension, kuten 2 82776 massasulpun ominaisuuksien mittauksessa. Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jolla nesteen, suspension, kuten massasulpun ilmapitoisuus voidaan määrittää lähinnä on-line -menetelmällä jatku-5 vasta virtauksesta ilman näytteen ottoa. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uusi ultraäänen vaimenemiseen perustuva analysointimenetelmä, jonka avulla massasulpusta mitatut vaimennusarvot voidaan palauttaa ilmattoman tilan arvoihin massasulpun sisäl-10 tämän ilmamäärän vaihdellessa ja lisäksi mitata ilman määrä massasulpussa. Lisäksi keksinnön kohteena on tuoda esiin uusi menetelmää soveltava laite.
Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.
15 Keksintö perustuu ultraäänen vaimentuneen intensiteetin ja ultraäänen sironneen intensiteetin mittaukseen. Sironneen ultraäänen vaimeneminen voidaan esittää kaavan (II) mukaisesti.
20 I.lx. = S0e~ e»»-»» x, (XX) jossa I.ir on mitattu sironnut intensiteetti, S0 on mit-tatilan ultraäänisäteen sironta-anturin suuntaan sirot-tama intensiteetti, β on vakio, joka kuvaa sironnan 25 osuutta ultraäänisäteen vaimennuksessa mukaanlukien moninkertaiset sironnat, ja b on eri suunnista sironta-anturiin tulevan sironnan keskimääräinen vaimennusvakio. Läpäisyvaimennuksen ja sironnan suhteeksi saadaan (III) 30
IvaJn Ιοβ-“ ----— = ---------- = vakio e- * (Hl) I.ir Soe-<b-A>~
Merkitään a. = a - b + fi.
Läpäisyvaimenemisen ja sironnan suhteen logaritmin lineaarisen kuvaajan kulmakerroin a. ilmaisee 35 3 82776 nesteen ilmapitoisuuden vaikutuksen matkan x funktiona. Kaavasta (III) saadaan
Ivalm -Δδι (IV) 5 ------ = vakio e , jossa I· Jr δι on ilmapitoisuus ja δ on valittuun geometriaan, esim. anturien järjestelyihin liittyvä kalibrointivakio.
10 Suoritetuissa kokeissa läpäisyvaimennuksen ja sironnan suhteen logaritmin on huomattu riippuvan lineaarisesti ilmapitoisuudesta hyvin monenlaisissa nesteissä ja suspensioissa. Kuvaajasuoran kulmakerroin δ on toisin sanoen aine- ja mittageometriakohtainen va-15 kio. Kun log (Iv.nn/I.ir·) määritetään, saadaan ilma-pitoisuus Si jakamalla määritetty tulos vakiolla δ.
Kun ii on nolla, saadaan lausekkeelle log (Ινβ±η,/Ι·ΐιτ) vakioarvo riippumatta nesteen tai suspension muista ominaisuuksista, kuten hiukkaskoosta, lämpötilasta, 20 viskositeetista jne. Näin saatu log (Iv»iTO/I«i») 5i(o) on kuitenkin aina vähennettävä lausekkeen log(I va im" /I.i») f>i arvosta ennen jakamista suureella δ.
Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesimerkkien avulla viitaten oheiseen 25 piirustukseen, jossa kuva 1 esittää erästä keksinnön mukaista mittausjärjestelyä, kuva 2 esittää erästä toista keksinnön mukaista mittausjärjestelyä kaaviokuvana, ja 30 kuva 3 esittää ultraäänen sironnan ja vaimenemisen suhdetta massan ilmapitoisuuden funktiona.
Kuvassa 1 esitetyssä koejärjestelyssä ultraä-änilähetin 1 on järjestetty lähettämään ultraäänikeila R3 mitattavaan massasulppuun A anturin 8 välityksellä.
35 Ultraäänen vaimenemista, so. vaimentunut ultraääni Ra mitataan vastaanottimella 2, so. anturilla 9. Ultraäänen vaimeneminen noudattaa kaavaa (I).
Kuvassa 1 näkyy edelleen sironneen ultraäänen 4 82776
Rl vaimenemista I.i*. mittaava sirontaultraäänivastaan-otin, so. anturi 3. Sironneen ultraäänen vaimennus noudattaa kaavaa (II). Sirontaultraäänivastaanotin 3, so. anturi on sijoitettu etäisyyden päähän ultraääni 5 lähettimen 1, so. anturin 8 ja vastaanottimen 2, so. anturin 9 välisestä ultraäänen suoraviivaisesta kulkutiestä.
Kuvassa 1 näkyy edelleen laskentaelimet, so. laskentayksikkö 4, johon ultraäänivastaanottimesta ja 10 sirontaultraäänivastaanottimesta 3 saadut signaalit on johdettu. Laskentayksikkö on järjestetty laskemaan suhde Ιν»ΐτη/Ι-Λr kaavan (III) ja kaavan (IV) mukaisesti ja/tai mainitun suhteen logaritmi.
Kuvassa 1 ultraäänilähetinanturin 8 ja vastaan-15 otinanturien 3, 9 etäisyys mitattavan massasulpun kes kuksesta A on pääasiassa sama (=x). Haluttaessa mainitut etäisyydet voidaan kuitenkin valita optimaalisesti huomioiden tutkittavan aineen ominaisuudet ja mittaus-olosuhteet.
20 Kuvassa 2 esitetyssä mittausjärjestelyssä ultraäänilähetin/vastaanotin/sirontaultraäänivastaanotin 1, 2, 3 muodostuu samasta yksiköstä 10. Ultraäänen lähetin- ja -vastaanotinanturi 8, 9 muodostuvat yhtenäisestä anturista 5. Edelleen laitteistoon kuuluu ultra-25 ääniheijastin 6, joka on järjestetty heijastamaan lähe-tin/vastaanotinanturin 5 lähettämä ultraääni takaisin samaan anturiin.
Kuvassa 2 esitettyyn laitteistoon kuuluu edelleen sirontaultraäänivastaanotinanturi 3 sekä sironta-30 heijastin 7. Sirontaheijastin 7 on järjestetty etäisyyden (b) päähän ultraäänilähetin/vastaanotinanturin 5 ja ultraääniheijastimen 6 välisestä ultraäänilähettimen ultraäänen suoraviivaisesta kulkutiestä heijastamaan sironnutta ultraääntä sirontavastaanotinanturiin 3 35 johdettavaksi edelleen ultraäänilähetin/vastaanotti-meen 10. Ultraäänilähetin/vastaanottimesta 10 saatavat signaalit on edelleen johdettu laskentayksikköön 4 5 82776 suhteen Ιν· 1 m /1-1 r tai logaritmin log (Iv-im/I-i*-) määräämiseksi kaavojen (III), (IV) ja/tai kaavan (VI) määräämiseksi.
Kuvassa 3 on esitetty graafisesti ultraäänen 5 sironnan ja suoran vaimenemisen suhdetta ilmapitoisuu-den funktiona mäntysellulla, massasulpun sakeus 0,9 %. Koeolosuhteet olivat kuvan 2 mukaiset. Massasulpun ilmapitoisuus mitattiin kompressioperiaatteella toimivalla ilmapitoisuusmittalaitteella. Kuvassa 3 pystyak-10 selillä on esitetty suhteen taso desibeleinä ja vaaka-akselilla ilmapitoisuus prosentteina. Koetuloksien mukaan ultraäänen sironnan ja vaimenemisen suhde on riippuvainen pääasiassa lineaarisesti massasulpun il-mapitoisuudesta.
Claims (8)
1 Og Iva 1 m ~ Abi SL, (X) 25 jossa a = log I.i*,.
1. Menetelmä massasulpun analysoimiseksi, jolloin massasulppuun johdetaan ultraääntä ja mitataan 5 ultraäänen vaimeneminen tunnettu siitä, että menetelmässä määrätään massasulpun ilmapitoisuus δ n määräämällä funktio Ivaim 10 log ------ = Abi, (VI) ^ir jossa Ιν·ι» on mitattu vaimennut intensiteetti, I.ir on mitattu sironnut intensiteetti ja δ on kulmakerroin.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä määrätään funktio log Iv«im = aS ± + log Ι.ι,*.. (IX) 20
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä määrätään funktio
4. Laitteisto massasulpun ilmapitoisuuden &i analysoimiseksi, tunnet tu siitä, että laitteistoon kuuluu ultraäänilähetin (1), ultraäänivastaan- 30 otin (2) vaimenneen ultraäänen Ivm±m mittaamiseksi, sirontaultraäänivastaanotin (3) sironneen ultraäänen vaimennuksen I.i*. mittaamiseksi, sekä laskentaelimet (4) suhteen Iv.im/I.i*· ja/tai logaritmin log(IVmA»/I.A*·) määräämiseksi.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu laskin-laite funktioiden 5 7 82776 lv» tm log ------ = Δδι (VI) I» 1 it log Iv.im = aSi + log I.<«. (IX) määräämiseksi, jossa δ on kulmakerroin.
6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen lait-10 teisto, tunnettu siitä, että sirontaultraääni- vastaanotin (3) on sijoitettu etäisyyden (a) päähän ultraäänilähettimen (1) ja vastaanottimen (2) välisestä ultraäänen suoraviivaisesta kulkutiestä.
6 82776
7. Jonkin patenttivaatimuksista 4-6 mukainen 15 laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu ultraäänilähetin/vastaanotinanturi (5) ja ultra-ääniheijastin (6), joka heijastin on järjestetty heijastamaan lähetin/vastaanotinanturin lähettämä ultraääni takaisin samaan anturiin.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 4 - 7 mukai nen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu sirontaheijastin (7), joka on järjestetty etäisyyden (b) päähän ultraäänilähettimen (1) ja vastaanottimen (2) välisestä ultraäänen suoraviivaisesta 25 kulkutiestä heijastamaan sironnutta ultraääntä siron-tavastaanottimeen (3). 8 82776
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI851380A FI82776C (fi) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | Foerfarande och anlaeggning foer analysering av massa. |
| SE8604209A SE455888B (sv) | 1985-04-04 | 1986-10-03 | Sett och apparat for analysering av luftinnehallet hos en vetska eller suspension medelst ultraljud |
| DE3633739A DE3633739C2 (de) | 1985-04-04 | 1986-10-03 | Verfahren zur Analyse des Luftgehaltes einer Flüssigkeit oder Suspension |
| US07/290,869 US4911013A (en) | 1985-04-04 | 1988-12-28 | Procedure and apparatus for analyzing pulp slurry |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI851380A FI82776C (fi) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | Foerfarande och anlaeggning foer analysering av massa. |
| FI851380 | 1985-04-04 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI851380A0 FI851380A0 (fi) | 1985-04-04 |
| FI851380L FI851380L (fi) | 1986-10-05 |
| FI82776B true FI82776B (fi) | 1990-12-31 |
| FI82776C FI82776C (fi) | 1991-04-10 |
Family
ID=8520638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI851380A FI82776C (fi) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | Foerfarande och anlaeggning foer analysering av massa. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4911013A (fi) |
| DE (1) | DE3633739C2 (fi) |
| FI (1) | FI82776C (fi) |
| SE (1) | SE455888B (fi) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2104894A1 (en) * | 1992-11-19 | 1994-05-20 | Robert P. Kraus, Jr. | Entrained air measurement apparatus and method |
| US5843035A (en) * | 1996-04-10 | 1998-12-01 | Baxter International Inc. | Air detector for intravenous infusion system |
| DE19740018C1 (de) * | 1997-09-11 | 1999-05-06 | Muetek Analytic Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Streicheinrichtung |
| US6460402B1 (en) * | 1999-02-04 | 2002-10-08 | Bechtel Bwtx Idaho, Llc | Ultrasonic fluid quality sensor system |
| DE10132533B4 (de) * | 2001-07-09 | 2004-07-29 | Nimtz, G., Prof. Dr. | Vorrichtung zur Dichtemessung |
| WO2004061426A1 (de) * | 2003-01-07 | 2004-07-22 | Nimtz Guenter | Verfahren und vorrichtung zur dichtemessung |
| US7140239B2 (en) * | 2003-03-18 | 2006-11-28 | Battelle Memorial Institute | System and technique for ultrasonic characterization of settling suspensions |
| US7739911B2 (en) * | 2006-09-15 | 2010-06-22 | Battelle Memorial Institute | Ultrasonic characterization of solid liquid suspensions |
| CN102507404B (zh) * | 2011-11-28 | 2014-06-04 | 南京理工大学 | 一种气固两相流固相浓度在线测量***及测量方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2966056A (en) * | 1956-01-20 | 1960-12-27 | Curtiss Wright Corp | Ultrasonic testing device |
| US3553636A (en) * | 1969-01-27 | 1971-01-05 | Bindicator Co | Noncontact ultrasonic interface viscosity and percent solid detecting device |
| GB1482350A (en) * | 1973-09-17 | 1977-08-10 | Atomic Energy Authority Uk | Ultra sonic testing |
| CH610111A5 (fi) * | 1977-01-13 | 1979-03-30 | Contraves Ag | |
| US4412451A (en) * | 1980-05-21 | 1983-11-01 | Outokumpu Oy | Method and apparatus for the determination of the average particle size in a slurry |
| US4527420A (en) * | 1982-06-11 | 1985-07-09 | Micro Pure Systems, Inc. | Ultrasonic particulate sensing |
| US4542644A (en) * | 1983-09-26 | 1985-09-24 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Void/particulate detector |
| GB8430701D0 (en) * | 1984-12-05 | 1985-01-16 | Atomic Energy Authority Uk | Pipeline inspection |
-
1985
- 1985-04-04 FI FI851380A patent/FI82776C/fi not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-10-03 SE SE8604209A patent/SE455888B/sv not_active IP Right Cessation
- 1986-10-03 DE DE3633739A patent/DE3633739C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-12-28 US US07/290,869 patent/US4911013A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI851380L (fi) | 1986-10-05 |
| SE8604209D0 (sv) | 1986-10-03 |
| FI851380A0 (fi) | 1985-04-04 |
| DE3633739A1 (de) | 1988-04-14 |
| DE3633739C2 (de) | 1995-07-27 |
| FI82776C (fi) | 1991-04-10 |
| US4911013A (en) | 1990-03-27 |
| SE455888B (sv) | 1988-08-15 |
| SE8604209L (sv) | 1988-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4800543B2 (ja) | 多相液体／気体混合物の流量及び濃度を同時に測定する方法及び装置 | |
| US8569702B2 (en) | Optical multiphase flowmeter | |
| US6427521B2 (en) | Method and measuring arrangement for measuring gas content of fluid | |
| FI82776B (fi) | Foerfarande och anlaeggning foer analysering av massa. | |
| US4755743A (en) | Method and apparatus for measuring the moisture content or dry-matter content of materials using a microwave dielectric waveguide | |
| ATE27359T1 (de) | Messwertgeber zur bestimmung der durchflussmenge einer stroemenden fluessigkeit. | |
| GB2363455A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
| US4320665A (en) | Method and means for measuring flow of a two phase fluid | |
| US6405603B1 (en) | Method for determining relative amounts of constituents in a multiphase flow | |
| EP1167947A3 (en) | Methods and apparatus for measuring suspended-substance concentrations | |
| Kerdtongmee et al. | Quantifying dry rubber content in latex solution using an ultrasonic pulse | |
| EP0174946B1 (en) | Measurement of particle contents | |
| Lofqvist | Ultrasonic wave attenuation and phase velocity in a paper-fibre suspension | |
| CA1297186C (en) | Procedure and apparatus for analysing pulp slurry | |
| RU192265U1 (ru) | Измеритель расхода жидкости в трубопроводе | |
| JPH11223541A (ja) | パルスドップラ式超音波流量計の校正試験装置 | |
| SU1659822A1 (ru) | Устройство дл определени концентрации веществ | |
| Al-Umari et al. | Ultrasonic method for measuring of gas bubbles in liquids | |
| JPS6391553A (ja) | 液体又は懸濁液の空気分の分析方法及び分析装置 | |
| RU2210764C1 (ru) | Способ определения плотности жидкостей и устройство для его осуществления | |
| RU2169905C2 (ru) | Способ определения расхода в трубопроводе | |
| FI113565B (fi) | Menetelmä reologisten ominaisuuksien mittaamiseksi suspensioista | |
| SU575484A1 (ru) | Устройство дл определени динамических характеристик ультразвуковых расходомеров | |
| RU2142642C1 (ru) | Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода | |
| HOEPPNER et al. | 6.7 Ultrasonic Sludge and Slurry Densitometers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Owner name: SAVCOR CONSULTING OY |
|
| MA | Patent expired |