Визначення нелінійного параметра і внутрішнього тиску в рідині акустичним методом
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.1.63.2021.09Ключові слова:
нелінійні хвильові ефекти, внутрішній тиск, гармоніка, акустична хвиляАнотація
Пропонується акустичний метод оцінки молекулярних властивостей рідини, визначення нелінійного параметра рідин по співвідношенню першої і другої гармоніки при зміні акустичної хвилі, та за допомогою цього параметра вимірювання внутрішнього тиску. Також пропонований метод вимірює міжмолекулярну відстань для досліджуваних рідин. В рідинах органів посилюються ефекти розсіювання звуку та взаємодії хвиль. У рідинах організму на молекулярному рівні є незначна кількість мікроскопічних бульбашок. Це призводить до виникнення явища кавітації. Ці явища можуть бути шкідливими, але не завжди. Існують апарати біологічних і фармацевтичних технологій, медичні прилади, які успішно використовують ці ефекти. У роботі представлена функціональна схема експерименту, визначені осцилограми акустичних сигналів скінченої амплітуди на різних відстанях від випромінювача. В якості випромінювача і приймача використані однакові пристрої на основі кварцових пластин діаметром 25 мм з резонансною частотою 3 МГц. Ця різниця приблизно в три рази частот резонансу датчиків і акустичного сигналу забезпечує лінійність амплітудно-частотної характеристики обох датчиків. Нелінійні акустичні методи є світовою тенденцією у біомедичних дослідженнях, тому що відкривають нові можливості та перспективи у розробках медичних приладів. Виникнення вищих гармонік при викривленні вихідної гармонійної хвилі кінцевої амплітуди можна використовувати для експрес аналізу фізичних властивостей чистих рідин і особливо водних розчинів органічних речовин. Даний спосіб експериментального визначення нелінійного параметра і внутрішнього тиску в рідині зручніше, ніж статичний, оскільки не вимагає застосування високих надлишкових статичних тисків. Пропонований акустичний спосіб дає меншу похибку, ніж динамічний. Точність такого визначення може бути достатньою для судження про зміну міжмолекулярної взаємодії в рідинах.
Завантаження
Посилання
Rienstra S.W., Hirschberg A. An Introduction to Acoustics. Eindhoven University of Technology, 2021. 348 p.
Garrett S.L. Nonlinear Acoustics. In: Understanding Acoustics. Graduate Texts in Physics. Springer, Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-44787-8_15.
Tournat V. Introductory Lecture on Nonlinear Acoustics. Laboratoire dʼAcoustique de lʼUniversité du Maine (LAUM) UMR-CNRS 6613. Le Mans, France, 2014. 131 p.
Дудзінський Ю.М., Витків В.В., Жукова А. В. Модель поперечних коливань затоплених струменевих оболонок. Проблеми обчислювальної механіки і міцності конструкцій. 2011. № 15. C. 93–99.
Бутирський Е.Ю. Математичні моделі гідроакустичних сигналів і методи їх обробки. СанктПетербург : Стратегія майбутнього, 2018. 648 с.
Алдошина І.А., Войшвилло А.Г. Високоякісні акустичні системи та випромінювачі. М. : Книга на Вимогу, 2013. 168 с.
Rudnic I. On the attenuation of finite amplitude waves in a liquid. J. Acoust. Soc. Amer. 1958. V. 30, N 6. P. 564–567.
Дудзинский Ю.М., Жукова А.В., Молчан Е.Г. Оценка молекулярных свойств жидкости с помощью нелинейных акустических явлений. Электроника и связь. 2012. № 1. С. 37–41.
Зарембо Л.К., Красильников В.А. Введение в нелинейную акустику. Москва : Наука, 1966. 520 с.
Галанін В.В., Адишірін-Заде К.А. Визначення нелінійного параметра В / А біологічних рідин на основі спектрального аналізу інтенсивних ультразвукових хвиль. Вісник нових медичних технологій. 2019. №2. С. 107–110.
