Импульсные методы измерения поглощения

Наиболее точные и надежные результаты измерения коэффициента поглощения дают импульсные методы. Они основаны на определении давления ультразвука в двух точках пространства на пути распространения ультразвукового луча. Коэффициент поглощения определяется по формуле [c.219]

Рис. 11-1. Принцип действия импульсного метода измерения скорости и поглощения ультразвука, а — схема / — сосуд 2 — генератор электрических импульсов ультразвуковой частоты 3 — излучатель 4 — приемник 5 — усилитель 6 — электронный осциллоскоп 7 — импульс ультразвуковых колебаний 8 — провод передачи контрольного импульса б — вид изображения на экране электронного осциллоскопа (слева — контрольный импульс, амплитуда которого поддерживается неизменной, справа — импульс, прошедший через исследуемую среду) 1 — исходное положение 2 — скорость увеличилась, импульс пришел раньше 3 — скорость уменьшилась, импульс запоздал 4 —поглощение уменьшилось, амплитуда импульса увеличилась 5 — поглощение увеличилось, амплитуда импульса уменьшилась.

Рис. 10-1. Принцип действия импульсного метода измерения скорости и поглощения ультразвука.

Измерение скоростей распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн, а также поглощения ультразвука в твердых телах позволяет исследовать ряд вопросов, относящихся к физике твердого тепа. Из них наиболее ван<ными по своему использованию в технике являются метод определения упругих постоянных и метод измерения величины зерна в металлах. Хотя подобные методы исследования применимы, кроме металлов, и к ряду других материалов, однако большинство экспериментальных данных на сегодняшний день относится к исследованию металлов. Это в некоторой стенени объясняется тем, что аппаратура, предназначенная для измерения скорости и поглощения ультразвука, во многом аналогична импульсным ультразвуковым дефектоскопам, применяемым для исследования металлов. Поэтому первые опыты в этом направлении проводились с помощью упомянутых выше дефектоскопов. И лишь в дальнейшем, в связи с необходимостью повышения точности измерений и расширения диапазона частот, для этих целей были изготовлены специальные установки, позволившие существенно расширить круг вопросов, решаемых данным методом. [c.146]

Рис. 18. Схема импульсного метода измерения скорости и поглощения ультразвука в полимерах (пояснения в тексте).

Для измерения поглощения ультразвука используют импульсный метод (в области частот 2 10 1,5 10 с >), оптический (1 10 + 1,5 10 с ), струевой (2 - 10 5 1,5 10 с ), реверберации (1 10 5 10 с" ), резонирующей сферы (1,5- 106 5- 103 с-1) [c.327]

При рассмотрении импульсного метода измерения поглощения ультразвука следует исходить из выражения [c.174]

Следует отметить, что при использовании импульсного ультразвукового метода величину поглощения в металлах можно определять и несколько иным способом сравнением амплитуд одинаковых имиульсов, прошедших через испытуемый образец и эталон. Схематически картина импульсов на экране электроннолучевой трубки прибора при подобном методе измерения поглощения ультразвука представлена на рис. 79. [c.149]

Среди многочисленных методов измерения скорости и поглощения ультразвуковых волн в полимерах наиболее распространенными и наиболее перспективными являются импульсные. Сущность любого импульсного метода измерения коэффициента поглощения ультразвука заключается в сравнении амплитуд импульсов, прошедших в исследуемом образце различный акустический путь, и в вычислении а по формуле (29). [c.70]

Нами проведено измерение поглощения ультразвуковых волн в критической области этилацетата импульсным методом [И]. Измерения проводились на частоте 5 мгц. Для всех других исследованных в нашей лаборатории веществ обнаружено также прохождение а через острый максимум 112]. [c.64]

Для измерения поглощения ультразвука используют импульсный метод (в области частот 2-10 — 1,5-10 с 1), оптический [c.295]

Изучению быстрых химических реакций способствовало внедрение новых методов исследования. Среди таких методов следует отметить струевые, релаксационные и импульсные методы. Струевые методы осно ваны -на смешении реагирующих веществ за короткий промежуток времени и наблюдении за реакцией одним из аналитических методов, например, по спектрам поглощения. Максимальным разрешающим временем струевых методов является 1 мс. Релаксационные методы основаны на выводе системы из состояния равновесия, например, при помощи внешнего параметра — температуры, давления, электрического поля, и изучении возвращения системы к новому положению равновесия. Интервал времени, доступный измерению релаксационными методами, простирается до 10 с, хотя некоторые из этих методов имеют меньшее разрешение так, метод температурного скачка — до 10 с, метод скачка давления — до 10-5 с. [c.155]

Для учета неселективного поглощения этим способом лампу с полым катодом поочередно питают импульсами тока малой и большой мощности. В первом случае излучаются узкие резонансные линии определяемого элемента, и измеренное в этот момент поглощение соответствует сумме сигналов атомной абсорбции и фона. Длительность маломощных импульсов тока составляет 50-500 мкс при скважности импульсов до 10 и интегральной силе тока через лампу, соответствующей средней силе тока для режима постоянного тока (импульсная сила тока — до 100 мА). В режиме импульсов большого тока имеет место самообращение линий, излу чаемых лампой с полым катодом, и в этом режиме измеренное поглощение, в основном, обусловлено фоном в области расположения аналитической линии. Средняя сила тока через лампу с полым катодом в режиме самообращения в четыре и более раз превышает ток в режиме излучения узких линий (до 1 А в импульсе). Достоинства метода — простота и удобство реализации, возможность учета структурированного фона и широкий диапазон учета неселективных помех (до оптической плотности 3,0). [c.831]

К преимуществам импульсного метода по отношению к другим методам измерения скорости и поглощения ультразвука следует отнести высокую точность измерения и отсутствие возмущающего действия ультразвука на исследуемую среду ввиду малой интенсивности импульсного излучения (порядка сотых долей бтп см ). При этом прозрачность среды не играет никакой роли, тогда как, например, оптическим методом можно исследовать лишь прозрачные для света среды. [c.164]

Основные недостатки импульсного метода наличие мертвой зоны, размеры которой определяются длительностью зондирующего импульса влияние неоднородности структуры материала на точность измерения толщины сложность контроля изделий из композиционных материалов большой толщины, обусловленная большим рассеянием и поглощением УЗК высоких частот. [c.117]

Рис. 21. Блок-схема установки для измерения скорости и поглощения ультразвука импульсным методом

Л] И А2 — амплитуды сигнала на расстояниях Х1 и лгг, соответственно). В реальных условиях осуществить измерения в неограниченной среде невозможно, поэтому они проводятся только импульсным методом для исключения образования стоячих волн в противном случае выражение (1.1) неприменимо. Размеры образцов полимерных материалов, как правило, не превышают десятков миллиметров. Скорость распространения звука в полимерной среде составляет (1 н- 2) -10 м/с. Для соблюдения законов волновой механики необходимо, чтобы длина волны не превышала размеров образца. Это накладывает ограничения на нижний диапазон звуковых частот, который можно использовать для измерения коэффициента поглощения материала. [c.26]

Исследование свободных радикалов при помощи спектров поглощения позволило получить еще целый ряд интересных результатов. В качестве примера можно привести серию работ Л. И. Авраменко, который, используя метод линейчатого поглощения Кондратьева, занимался измерением констант скоростей взаимодействия радикалов ОН, вытягиваемых из зоны разряда, с ра зличными молекулами. Вместе с тем спектроскопические методы исследования свободных радикалов натолкнулись на довольно большие трудности, связанные не только с недостаточной чувствительностью, но и с неоднозначностью расшифровки сложных спектров, обусловленных как радикалами, так и присутствием в гораздо больших количествах молекул исходных, промежуточных и конечных продуктов Поэтому долгое время эти исследования ограничивались лишь небольшим числом двухатомных радикалов ОН, ЫН, СЫ, СН, С2. К середине 50-х годов были получены лишь отрывочные данные о спектрах поглощения нескольких трехатомных радикалов — ЫНг, СРг. и СНО. За последнее десятилетие, однако, в связи с разработкой новых эффективных методов импульсного генерирования радикалов, так называемого флеш-фотолиза, и совершенствования спектроскопических методов в области изучения полиатомных радикалов достигнуты существенные успехи. Основной вклад в эту область внесли канадские ученые Г. Герц-берг и Д. Рамзей. [c.16]

ЛИШЬ один элемент связи с резонатором в то же время преимущество измерения методом пропускания заключается в том, что сигнал проходит через резонатор вблизи резонанса и поэтому чувствительность измерений повышается. Оба метода измерения в стационарной или импульсной плазме удобно применять в сочетании с использованием модуляции напрян<ения отражателя клистрона, которая приводит к модуляции частоты генерации, так что диапазон изменения частоты включает и область резонанса данного резонатора. Луч осциллографа, развертка которого запускается синхронно с напряжением модуляции клистрона, будет отклоняться вверх или вниз в тот. момент, когда частота генерации клистрона будет совпадать с резонансной частотой резонатора. Частота этого резонанса определяется с помощью перестраиваемого волномера (рис. V.5), калиброванного по частоте. Кривая поглощения волномера также видна на экране осциллографа, и ее можно сдвигать, перестраивая волномер, до совпадения с резонансной кривой резонатора в этот момент обе указанные частоты равны между собой. Если эта методика применяется для исследования импульсно-периодической плазмы, напряжение модуляции клистрона должно быть также синхронизовано с напряжением модуляции плазмы. [c.84]

Метод импульсного фотолиза может быть использован для изучения флуоресценции (интенсивности, тушения флуоресценции). При помощи импульсного фотолиза очень удобно исследовать замедленную флуоресценцию. Для изучения флуоресценции в установке импульсного фотолиза в самом простом варианте исключается зондирующий свет. Если для измерения флуоресценции использовать дополнительную отражающую полупрозрачную пластинку, расположенную на пути зондирующего луча, то в одном эксперименте одновременно можно измерять оптическую плотность короткоживущих продуктов, например триплет — триплетного поглощения, и интенсивность флуоресценции. [c.169]

Кондентрации частиц плазмы в основном и возбужденном состояниях можно определить следующим образом излучение внешнего источника пропускается через плазму и на определенной длине (ВОЛНЫ измеряется степень поглощения этого излучения частицами, концентрация которых должна быть определена. Этот метод можно применять только в тех случаях, когда собственное излучение плазмы на той же длине волны не мешает измерению поглощения, как, иапример, при исследовании послесвечения импульсной плазмы [27]. Внешний источник излучения представляет собой электрический разряд в смеси тех же газов, которые образуют исследуемую плазму. Для определения абсолютных величин концентраций требуется знание относительной формы контуров линий поглощения и излучения (эта проблема не возникает, если плазма и внешний источник идентичны), а также сечения поглощения [28]. Для определения относительных изменений концентрации данной компоненты этой дополнительной информации не требуется. [c.100]

Поглощение сверхвысоких частот используется для определения содержания воды в терпингидрате и в некоторых других фармацевтических препаратах. Бензар и Юдицкий [11] показали возможность применения этого метода для контроля качества продукции в промышленности. Интересная спектроскопическая методика, предложенная Фельнер-Фельдегом [30а], основана на измерении отражения прямоугольных импульсов длительностью от 30 ПС до 200 НС, что соответствует частотам от 1 МГц до 5 ГГц. С помощью этой методики в течение долей секунды можно измерить в тонких слоях изучаемого материала значения диэлектрической проницаемости, соответствующие низким и высоким частотам, времена релаксации и диэлектрические потери. Леб и сотр. [57а] развили этот метод, обеспечив возможность измерения диэлектрических проницаемостей в области высоких частот (10 МГц — 13 ГГц). С помощью разработанной аппаратуры можно измерять диэлектрические характеристики твердых и жидких веществ относительно воздуха. В работе [57а] приведены данные для полярных жидкостей, в том числе для спиртов и водных растворов сахаров. Те же авторы предложили применять при описанных измерениях электронно-вычислительную машину, обеспечивающую сбор и обработку экспериментальных данных и Фурье-преобразование получаемых спектров. Новый импульсный метод нашел применение для определения влаги в молочных порошках. Кей и сотр. [44а ] приводят методику измерений, включающую следующие операции 1) из порошка готовят шарик массой 63 мг 2) взвешивают образец и помещают его в коаксиальную воздушную линию 3) измеряют высоту импульса с помощью осциллоскопа с градуированной шкалой, аналогового или цифрового вольтметра, двухкоординатного самописца или автоматической системы обработки данных 4) устанавливают соотношение между высотой импульса и массой воды в образце. [c.510]

Измерение поглощения звука осуществляется обычно импульсными методами. Эти измерения более сложны и выполняются с меньшей точностью. [c.192]

Методы, применяемые для определения скорости и поглощения ультразвука, можно разделить на две группы электромеханические и оптические. Несколько особняком стоит недавно вошедший в практику акустических измерений импульсный метод определения скорости и поглощения ультразвука, в котором измеряется скорость распространения ультразвукового сигнала. [c.62]

При соблюдении всех предосторожностей импульсный метод является наиболее точным способом определения коэффициента поглощения. Погрешность измерения может быть сведена в этом случае до Этим методом мож- [c.98]

НИЯ и исчезновения промежуточных продуктов реакции, хотя может использоваться и для количественных кинетических измерений, если проводить микроденситометрию фотографической пластинки. Для кинетических экспериментов больше подходит модификация метода, известная под названием импульсной спектрофотометрии. В случае импульсной спектрофотомет-рии вместо второй слабой импульсной лампы используется комбинация из непрерывного источника света (например, лампы накаливания с йодным циклом) и монохроматора, установленного на длину волны поглощения образца. Интенсивность прошедшего света регистрируется как функция времени скоростным фотоумножителем, а выходной сигнал либо отображается на осциллографе, развертка которого запускается вызывающей фотолиз световой вспышкой, либо, что более обычно в современной практике, запоминается непосредственно электронным регистратором переходных процессов. На рис. 7.6 показана фотография кинетической кривой оптического поглощения в подобном эксперименте. [c.201]

При изучении явлений конденсационого образования золей гидроокисей алюминия и железа при гидролизе солей, их коагуляции и пептизации Маньковский [90] использовал импульсный метод измерения поглощения ультразвука в диапазоне частот 30—65 Мгц. Выделение твердой фазы гидроокисей и соответствующее изменение pH среды производились постепенным добавлением растворов гидролизующихся солей алюминия или железа к растворам бикарбоната натрия, имитировавшим природную воду. [c.136]

Импульсный метод измерения поглощения ультразвука в эмульсиях имеет ряд преимуществ перед другими приведенными методами. При работе импульсной ультразвуковой установки генератор посылает короткие во времени и слабые по мощности высокочастотные электрические импульсы на пьезоизлучатель. Здесь электрические импульсы преобразуются в акустические, которые, пройдя через исследуемую среду, вновь преобразуются в электрические с помощью пьезоприемника. Метод позволяет избежать влияния ультразвука на эмульсию и предупредить возникновение в исследуемой эмульсии стоячих волн. Для измерений требуются малые объемы [c.219]

Применение ультразвуков с частотой порядка единиц мегагерц объясняется спецификой распространения этих частот в исследуемых средах и материалах. Так как при повышении частоты увеличивается поглощение ультразвука, то измерение поглощения ультразвуковых колебаний на высоких частотах будет отличаться большей точностью. Для импульсных методов высокочастотные колебания позволяют получать меньшие длительности ультразвуковых импульсов и, таким образом, ведут к повышению точности отсчета их временных характеристик на ждущих развертках индикаторов, а следовательно, к повышению точности приборов. Применение незатухающих, непрерывных колебаний для целей контроля в ряде случаев имеет некоторые преимз щества и достоинства, по сравнению с импульсными методами, однако в подавляющем большинстве случаев все же предпочтение следует отдавать импульсным методам. Их высокая точность, быстрота производства замеров, возможность отображения кинетики исследуемого процесса и ряд других ценных качеств ставят импульсные методы на первое место среди других ультразвуковых методов контроля и им, безусловно, принадлежит будущее. [c.16]

Модификацией приборов типа УЗИС является прибор УЗИП-2. Работа прибора УЗИП-2 основана на импульсном методе измерения коэффициент поглощения определяется путем измерения ослабления ультразвукового импульса при увеличении расстояния между пьезопреобразователями. В процес- [c.225]

Регистрация спектров методом непрерывной развертки кажется естественной. При этом простой и очевидной представляется идея воздействия иа образец монохроматического излучения, частота которого варьируется для локализации максимума поглощения. Измерение поглощения энергии до сих пор довольно часто используется в оптической спектроскопии инфракрасной (ИК) и ультрафиолетовой (УФ). Почему же в таком случае нам необходимо рассматрнва ь столь неочевидную альтернативу, как импульсное возбуждение в случае ЯМР Чтобы найти ответ на этот вопрос, надо познакомиться поближе с некоторыми особенностями ЯМР (рис. 2.1), На первый взгляд этот спектр выглядит достаточно красиво, но как только мы усилим его в 4 раза, мы обнаружим проклятие всех ЯМР-спектроскопистов - шум. [c.24]

Для количественного изучения высокотемпературной кинетики реакции водорода с кислородом в ударных волнах также использовались другие оригинальные методы измерения ультрафиолетового поглощения ОН. Для исследования систем Нг—Ог, Ог—С2Н2 и Нг—О2—(СО или СО2) в аргоне при низком давлении в падающих ударных волнах во многих работах [38—45] в качестве источника спектра применялась висмутовая резонансная лампа. Длина волны резонансной линии излучения атомов висмута (А, = 3067,7 А) совпадает с длинами волн вращательных линий 2l0 и Я29 полосы поглощения Л22 (0,0) радикалов ОН. По сравнению с импульсным источником спектра ОН (рис. 2.3) в этом случае эффективный коэффициент поглощения Бафф меньще и хуже воспроизводится, но висмутовая лампа обеспечивает значительно большее отношение сигнал/шум и более высокую чувствительность. [c.138]

Измерения поглощения в большинстве металлов и сплавов проводятся импульсным ультразвуковым методом. При этом наблюдается затухание импульсов, многократно отраженных от граней испытуемого образца. Сопоставление данных ультразвукового метода с металлографическими данными о размерах зерен металла позволяет уточнить характер зависимости поглощения звука от структуры металла. Блок-схема ультразвуковой установки для контроля структуры металлов аналогична схемам импл льсных дефектоскопов, т. е. состоит из синхронизирующего генератора, генератора высокой частоты, усилителя [c.148]

Впервые скорость звука и в жидком нормальном водороде была измерена Питом и Джексоном (121] в 1935 г. Исследователи использовали интерферометрический метод при частоте 427 кгц. Измерения проведены в точке нормального кипения водорода (20,4°К) с погрешностью около 0,5%, что соответствует абсолютной погрешности (5—7) м сек. Галт [122] в 1948 г. измерил скорость и поглощение звука в жидком нормальном водороде при температуре 17 °К и частоте 44,4 Мгц импульсным методом. При указанной ошибке определения температуры полученное значение скорости звука должно ограничиваться погрешностью (20—30) м сек. Ван-Иттсрбик с сотрудниками [123] исследовалп зависимость и(Т) в нормальном жидком водороде иа линии насыщения в диапазоне 14—2ГК интерферометрическим. методом при частоте 523 кгц, однако полученные результаты, по признанию самих авторов [124], оказались недостаточно корректными. В 1954 г. Ван-Иттербик, Ван-дер-Берг и Лимбург [125] измерили скорость звука в нормальном водороде при частоте 1 Мгц и в параводороде при частоте 3 Мгц при температуре в нормальной точке кипения оптическим и интерферометрическим методами. Использование разных методов дало результаты, отличающиеся до 7 м/сек (в табл. 40 данные этой работы, полученные оптическим методом, от.мечены звездочкой). [c.97]

В качестве примера абсорбционной спектроскопии в видимой области спектра с перестраиваемыми лазерами на красителях упомянем измерения линий поглощения NO2 в области 5935 А, проведенные Стевенсом и Заре [108]. Молекулы NO2 возбуждались внутри резонатора узкополосного (ширина полосы 0,035 см- ) перестраиваемого между 5939 и 5941 А импульсного лазера на красителях. Линии поглощения идентифицировали путем заниси спектров флуоресценции с соответствующих верхних уровней. В случае сильного перекрывания спектров спектроскопия возбуждения , т. е. комбинация флуоресцентных и абсорбционных методов измерений, обладает тем преимуществом по сравнению с обычной абсорбционной спектроскопией, что позволяет однозначно идентифицировать линии поглощения с помощью индуцированных лазерным излучением спектров флуоресценции. Эта работа была первым успешным исследованием вращательной структуры в видимом диапазоне крайне сложного спектра NO2. С помощью флуоресцентных измерений было доказано, например, что верхнее состояние имеет симметрию Вг и что равновесная конфигурация этого состояния характеризуется го = 1,31 А и 0о = 111°. [c.270]

Импульсный метод с применением в качестве адсорбата был спользован для оценки величины адсорбции и дисперсност несенной пластины, никеля и иридия Однако применение водород наиболее часто используемого в статических методах, осложняется в условиях хроматографических опытов двумя обстоятельствами. Первое состоит в том, что водород адсорбируется на этих металлах обратимо и необратимо с различной прочностью связи с поверхностью, поэтому возникает необходимость в оценке обеих адсорбированных форм. Величина необратимо адсорбированного водорода может быть определена по количеству поглощенных порций водорода. Точный учет небольшой по величине обратимой адсорбции водорода не всегда возможен, особенно При медленной десорбции, когда концентрация выделяющегося с катализатора и поступающего в газ-носитель водорода может оказаться за пределами чувствительности детектора. Грубер и Хаузен оценили общую величину адсорбции водорода на платиновом катализаторе при 60 —370° С суммированием количества необратимо связанного водорода и обратимо адсорбированного, рассчитанного из растянутой границы хроматограммы. Второе затруднение связано с тем, что в импульсном методе удобно работать с небольшими порциями адсорбата (менее I см ), обеспечивающими линейную зависимость сигнала катарометра от концентрации, которая соответствует парциальному давлению 5— 10 лж рт. ст., в то время как для достижения монослойного покрытия поверхности металла водородом часто необходимы значительно большие давления. Поэтому для вычисления поверхности нанесенного металла приходится применять довольно далекую экстраполяцию величин адсорбции в область высоких давлений . Учитывая, что водород для некоторых металлов, является наиболее подходящим адсорбатом, необходимы дальнейшие исследования по выбору оптимальных условий проведения экспериментов, обеспечивающих максимальную точность измерений его адсорбции импульсным методом. [c.218]

Удобный количественный метод измерения спектров поглощения флавосемихинонов без принеси поглощения других продуктов и шстояни (например, триплетных) состоит в импульсном радиол изе флавина в юдном растворе, содержащем формиат натрия в высокой концентрации (см. разд. 1.3.2). При таких условиях все первичные продукты радиолиза юлы превраш.аются во флавосемихинон [5191. Есин проводить эксперимент при различных pH, то можно измерить спектры поглощения и коэффициенты экстинкции различных [c.249]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология