SU70636A1 - Способ непрерывного контрол различных физико-химических процессов - Google Patents

Description

Известны способы контрол  различных физико-химических процессов , основанные на том, что сквозь исследуемые вещества или их смесь пропускают направленный пучок ультразвуковых лучей, а затем наблюдают характер распространени  лучей после прохождени  ими исследуемой среды.

Особенность предлагаемого способа , также основанного на возбуждении в контролируемой среде ультразвуковых колебаний, заключаетс  в том, что об изменении химических или физических свойств среды суд т по изменению скорости распространени  в ней ультразвуковых колебаний .

На фиг. 1 и 2 схематически изображено расположение измерительной аппаратуры при проведении испытаний по предлагаемому способу.

Как известно, упругие свойства среды, например скорость распространени  звука и коэфициент поглощени , измен ютс  в большей или меньшей степени, если в указанной среде происход т какие-либо физикохимические процессы. Поэтому, если непрерывно регистрировать величину скорости распространени  звука, то изменение этих величин будет в той или иной степени характеризовать происход щий процесс, так, например , по кривой изменени  указанных параметров можно судить о длительности протекани  процесса.

Указанный способ позвол ет производить исследование процессов, длительность которых исчисл етс  как дн ми, так и микросекундами. Достоинство метода заключаетс  в том, что измерение распространени  ультразвука может быть произведено с большой точностью дл  твердой, жидкой или газообразной среды. Предложенный способ в основном предназначаетс  дл  измерени  скорости протекани  химических реакций. Интенсивность ультразвуковых колебаний может быть соответственно подобрана таким образом, чтобы действие колебаний не вли ло на ход изучаемого процесса. Так, например, дл  большинства газовых реакций частота ультразвуковых колебаний

333

должна быть значительно выше области частот дисперсии звука. Однако в некоторых случа х полезно бывает использовать также и частоту , соответствующую частоте дисперсии звука. Есть основани  полагать , что насто щий способ будет полезен не только дл  измерени  скорости химических реакций, но также и дл  изучени  конкретного химического механизма реакций.

Описываемый способ осуществл етс  следующим образом.

Пьезоэлектрическа  кварцева  пластинка 2 (фиг. 1), возбуждаема  от электрического генератора 7 высокой частоты, излучает в исследуемую среду, заключенную в сосуде 3, ультразвуковые колебани . Пройд  среду, в которой происходит реакци , ультразвуковые колебани  попадают на вторую приемную кварцевую пластинку 4, в которой и возбуждаютс  пьезоэлектрические зар ды переменной частоты. Зар ды эти, в дальнейшем , усиливаютс  с помощью усилител  5, а затем передаютс  на записывающее устройство 6.

Скорость распространени  ультразвуковых колебаний регистрируетс  одним из известных методов, разработанных в технике высокой частоты, например методом взаимомодулированной частоты, методом сто чих волн и др. Если исследуема  среда прозрачна дл  света, то дл  регистрации скорости распространени  звука может быть использован метод, основанный на  влении дифракции света в ультразвуковом поле. В этом случае через исследуемую среду пропускают параллельный пучок света. Ультразвуковые волны распростран ютс  перпендикул рно к направлению распространени  света. На экране при этом наблюдаютс  дифракционные спектры.

Теоретически рассто ние между дифракционными спектрами пропорционально скорости распространени 

звука в среде. Интенсивность света дифракционных спектров пропорциональна амплитуде ультразвуковых волн. Следовательно, регистриру  рассто ни  между дифракционными спектрами и измер   интенсивность света спектров, можно получить величины скорости распространени  звука .

Если направить ультразвуковые волны в трех взаимноперпендикул рных направлени х, то можно получить дифракционные картины в пространстве , которые могут быть использованы дл  наблюдени  развити  реакций в пространстве.

На фиг. 2 показана принципиальна  схема этого устройства. Источник света 7 через щель 2 и линзу 3 создает параллельный пучок 5 света, проход щий сквозь испытываемую среду, заключенную в сосуд 6, в котором происходит химическа  реакци . Одновременно с этим в заполн ющей сосуд среде возбуждаютс  ультразвуковые колебани  помощью кварцевого резонатора 10, св занного с каким-либо генератором колебаний . Световые лучи, прошедшие сквозь сосуд снова собираютс  линзой 7, в фокусе которой расположена щелева  диафрагма 8, а затем наблюдаютс  при помощи зрительной трубы 9.

Этим способом были измерены скорость реакций полимеризации метактилового эфира, скорость реакции инверсии тростникового сахара и др.

Предмет изобретени 

Способ непрерывного контрол  различных физико-химических процессов , основанный на возбуждении в контролируемой среде ультразвуковых колебаний, отличающийс  тем, что об изменении химических или физических свойств среды суд т по изменению скорости распространени  в ней ультразвуковых колебаний .

iillt

Фиг. 2