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Misurazione ultrasonica della concentrazione dei liquidi: trasduttori per analizzatori di urea ed elettroliti

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Misurazione ultrasonica della concentrazione dei liquidi: trasduttori per analizzatori di urea ed elettroliti

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L’analizzatore misura una proprietà acustica prima di indicare la concentrazione
Un analizzatore di soluzioni di urea o uno strumento per elettroliti di batterie può utilizzare gli ultrasuoni per analizzare un liquido senza fare affidamento sulla trasparenza ottica. Tuttavia, il trasduttore non rileva direttamente la percentuale chimica. Esso emette e riceve energia acustica; lo strumento misura il comportamento di propagazione e mette in relazione tale misurazione con una composizione del liquido definita in condizioni controllate.

Questa distinzione è importante nella scelta dei componenti. Deep Minds Ultrasonic offre la serie di trasduttori BBID-C per la concentrazione e la composizione dei liquidi, destinata ad applicazioni di analisi di elettroliti, soluzioni di urea e liquidi industriali. La scelta di un componente adeguato parte dal sistema del liquido, dal percorso acustico, dalla temperatura e dai materiali a contatto con il liquido. La sola indicazione della frequenza non definisce la precisione della concentrazione, la compatibilità chimica o il modello di calibrazione dell’analizzatore finito.

Stabilire la relazione di concentrazione in base a un liquido noto
Per una distanza di propagazione nota, il tempo di transito misurato può essere convertito in velocità del suono dopo aver tenuto conto dei ritardi elettronici e meccanici fissi. In un semplice percorso unidirezionale, la velocità è data dalla distanza divisa per il tempo di transito corretto. Un percorso a eco d’impulso richiede la distanza effettiva di andata e ritorno. La combinazione di queste geometrie introduce un errore sistematico prima ancora che inizi il calcolo della concentrazione.

La velocità del suono dipende dalla composizione e dalla temperatura. Un analizzatore necessita quindi di una relazione che copra l’intervallo di concentrazione e temperatura previsto, insieme a una misurazione rappresentativa della temperatura. La descrizione di SensoTech relativa alla misurazione della concentrazione dei liquidi basata sulla velocità del suono illustra questo approccio industriale consolidato. Le prestazioni dello strumento completo non costituiscono una specifica per il componente BBID-C.

Per una miscela controllata a due componenti, una relazione utilizzabile può identificare la concentrazione in un intervallo operativo selezionato. La stessa velocità del suono può corrispondere a composizioni diverse in una miscela più complessa, oppure a punti diversi su una curva non monotona. In genere, uno strumento non è in grado di determinare diversi costituenti chimici sconosciuti a partire da un’unica misurazione acustica. Definire quali parametri possano variare indipendentemente e se sia necessaria una misurazione aggiuntiva.