专利名称：高粘度液体中气泡含量的低压声学检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种高粘度液体中气泡含量的声学检测方法及装置，适用于检测高粘 度液体中的气泡含量。
背景技术：
所有液体都有溶解气体的能力，溶解在液体中的气体，以直径为微米级的空化核 (或气泡核)的形式存在。液体中的动态气泡，或者气泡破裂时通常表现出一定的声学特 征，声测试技术作为一种直接的、非侵入性的方法，已经广泛用于液体中动态气泡声特性的 研究。目前在医疗、海洋声学及火山预测等领域已有广泛应用。对于高粘度的液体，其粘度、表面张力等物理属性均不同于低粘度的液体。高粘度 液体中的气泡依靠自身浮力上升的速度是极其缓慢的，必须依靠外力将气泡带到液面。为了提高产品质量，通常要对高粘度液体物料进行脱泡处理，目前脱泡技术在石 油、化工、纺织及冶金等领域被广阔应用。而脱泡效果是影响后序产品质量的一个重要因 素。目前在工程领域，必须在产品制成后，通过对产品质量的评价，再反过来评价脱泡效果 的好坏。这样势必造成成本的增加和加大检验的误差。脱泡效果的在线检测或针对物料脱 泡参数的实验测试，对于提高生产效率，提高产品质量均具有很高的实用价值。本发明提出的高粘度液体中气泡含量的低压声学检测装置及方法，能够快速地在 完成高粘度液体内气泡含量的检测。
发明内容
技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种采用高粘度液体中气泡含量的低 压声学检测装置及方法，根据低压条件下薄膜脱泡的机理，以及气泡破裂的声学特性，应用 声学测试手段检测高粘度液体中的气泡含量。技术方案为解决上述技术问题，本发明提供的高粘度液体中气泡含量的低压声 学检测装置包括真空抽气装置，与真空抽气装置连接的减压室，减压室内盛放有高粘度液 体和待测气泡，用于接收减压室输出的信号的声传感器、用于接收声传感器输出信号的信 号采集装置和用于接收信号采集装置输出信号的并对其进行分析的信号处理及分析装置。优选的，所述真空抽气装置包括真空泵，与真空泵连接的真空表和与真空泵连接 的用于控制真空泵的真空阀。本发明还提供了一种高粘度液体中气泡含量的低压声学检测方法，该方法包括如 下步骤由真空抽气装置抽出减压室内的空气，随着减压室内气压的降低，高粘度液体中的 气泡在低压作用下迅速生长直至破裂，信号采集装置采集声传感器接收到的气泡破裂时发 出的声信号，并将该声信号传送给信号处理分析装置，由信号处理分析装置根据的声信号 中出现的脉冲数分析出高粘度液体中气泡的含量。优选的，所述真空抽气装置抽出减压室的空气的方法为，由真空泵抽取减压室内 的空气，真空阀控制真空泵是否抽取空气，真空表用于检测减压室内的压力大小。
有益效果该方法及装置能快速完成高粘度液体内气泡含量的检测。
图1表示高粘度液体中气泡含量的低压声学检测系统示意图中符号说明一表示柱形减压室的直径，L柱形减压室的高f,声传感器伸入深度；
真空泵1，真空表2，真空阀3，减压室4，声传感器5，信号采集装置6，信号处理及分析装置 7，高粘度液体8，气泡9。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。参见图1，本发明提供的高粘度液体中气泡含量的低压声学检测装置包括真空抽 气装置，与真空抽气装置连接的减压室4，与减压室4连接的信号采集装置以及与信号采集 装置连接的信号处理及分析装置7。真空抽气装置用于抽取减压室4内的空气，减压室4内盛放有待测的高粘度液体 8，采集装置用于接收减压室4发出的声信号并将该声信号传送给信号处理分析装置7，该 信号处理及分析装置7用于根据接收到的声信号分析出高粘度液体8中的气泡含量。真空抽气装置包括真空泵1，与真空泵1连接的真空表2和与真空泵1连接的用于 控制真空泵1的真空阀3。采集装置包括与减压室4相连的用于接收减压室4传出的声信号的声传感器5和 与声传感器5相连且用于存放声信号的信号采集装置6，该信号采集装置6还与信号处理及 分析装置7相连。本发明提供的高粘度液体中气泡含量的低压声学检测方法，该方法包括如下步 骤由真空抽气装置抽出减压室4内的空气，随着减压室4内气压的降低，高粘度液体8中 的气泡9在低压作用下迅速生长直至破裂，破裂产生的声信号由信号采集装置接收传入到 信号处理及分析装置7，由声信号即可分析出该高粘度液中气泡的含量气泡破裂产生的 声信号的脉冲数即为破裂的气泡数，也就是单位体积高粘度液体内气泡的含量。所述真空抽气装置为真空泵1。采集装置包括与减压室4相连的用于接收减压室4传出的声信号的声传感器5和 与声传感器5相连且用于存放声信号的信号采集装置6，该信号采集装置6还与信号处理及 分析装置7相连，声信号有声传感器5接收并传送到信号采集装置6，有信号采集装置6传 送到信号处理及分析装置7。为能向柱形减压室4内放置高粘度液体和便于低压室的清洗，柱形低压室的顶盖 设计成可拆装形式。单位体积的高粘度液体以液膜8的形式均勻分布在低压室底面。为便于直接观察低压室内的气泡，柱形低压室可采用透明树脂玻璃材料，但壁厚 必须满足承受低压要求。低压室通过真空管道与真空泵1相连接，真空管道上设置有真空阀3，真空表2用 于监测柱形低压室内压力大小。声传感器5安装在减压室4顶盖的中心，并伸进一高度h，声传感器5接收的信号首先传送到信号采集装置6，再传送到信号处理及分析装置7进行分析，由信号处理分析装 置7根据的声信号中出现的脉冲数分析出高粘度液体8中气泡的含量。
权利要求
1.一种高粘度液体中气泡含量的低压声学检测装置，其特征在于该装置包括真空抽 气装置，与真空抽气装置连接的减压室(4)，减压室(4)内盛放有高粘度液体(8)和待测气 泡(9)，用于接收减压室(4)输出的信号的声传感器(5)、用于接收声传感器(5)输出信号的 信号采集装置(6)和用于接收信号采集装置(6)输出信号的并对其进行分析的信号处理及 分析装置(7)。
2.根据权利要求1所述的高粘度液体中气泡含量的低压声学检测装置，其特征在于 所述真空抽气装置包括真空泵(1)，与真空泵(1)连接的真空表(2)和与真空泵(1)连接的 用于控制真空泵(1)的真空阀(3 )。
3.一种用于权利要求1所述的高粘度液体中气泡含量的低压声学检测方法，其特征 在于该方法包括如下步骤由真空抽气装置抽出减压室(4)内的空气，随着减压室(4)内 气压的降低，高粘度液体(8 )中的气泡(9 )在低压作用下迅速生长直至破裂，信号采集装置 (6)采集声传感器(5)接收到的气泡破裂时发出的声信号，并将该声信号传送给信号处理 分析装置(7)，由信号处理分析装置(7)根据的声信号中出现的脉冲数分析出高粘度液体 (8)中气泡的含量。
4.根据权利要求3所述的高粘度液体中气泡含量的低压声学检测方法，其特征在于 所述真空抽气装置抽出减压室(4)的空气的方法为，由真空泵(1)抽取减压室(4)内的空 气，真空阀(3)控制真空泵(4)是否抽取空气，真空表(2)用于检测减压室(4)内的压力大
全文摘要
本发明涉及一种高粘度液体中气泡含量的低压声学检测装置及方法。该装置包括真空抽气装置，与真空抽气装置连接的减压室(4)，与减压室(4)连接的声传感器(5)、信号采集装置(6)及信号处理及分析装置(7)；真空抽气装置用于抽取减压室(4)内的空气，减压室(4)内盛放有待测的含有气泡(9)的高粘度液体(8)，信号采集装置(6)采集声传感器(5)接收到的气泡破裂时发出的声信号，并将该声信号传送给信号处理分析装置(7)，根据处理后的声信号可以分析出高粘度液体(8)中的气泡的含量。该装置及方法能快速完成检测。
文档编号G01N29/02GK102147393SQ20111000728
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者刘晓波, 张建润, 李普, 江克贺 申请人:东南大学