СПОСОБ, УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ИЛИ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ КОМПОНЕНТОВ ГЕТЕРОГЕННОЙ СМЕСИ ВЕЩЕСТВ

1. Способ количественного определения числа и размера компонентов в виде частиц, содержащихся в среде, текущей вдоль проточного канала, при котором в текущую среду вводятся ультразвуковые волны, которые по меньшей мере частично отражаются от компонентов в виде частиц, и отраженные от них составляющие ультразвуковых волн детектируются в форме ультразвуковых временных сигналов, которые являются основой для количественного определения,
отличающийся следующими этапами способа:
- ввод ультразвуковых волн в текущую среду таким образом, что по меньшей мере часть введенных ультразвуковых волн подвергается отражению от области стенки проточного канала, ограничивающей текущую среду, или от отражателя, размещенного внутри проточного канала, за счет которого формируется ультразвуковой временной эхо-сигнал, соотносимый с областью стенки или с отражателем,
- определение по меньшей мере одной функции порогового значения амплитуды, которая устанавливает для каждого детектированного ультразвукового временного сигнала пороговое значение амплитуды, с учетом по меньшей мере ультразвукового временного эхо-сигнала,
- обнаружение соотнесенных с отдельными ультразвуковыми временными сигналами значений амплитуды, которые соответственно больше, чем пороговое значение амплитуды, установленное для соответствующих ультразвуковых временных сигналов, и
- соотнесение обнаруженных значений амплитуды со значениями, которые описывают размер и количество компонентов в виде частиц.
2. Способ по п. 1,
отличающийся тем, что ввод ультразвуковых волн в среду, текущую через проточный канал, осуществляют в основном направлении распространения, ориентированном поперечно или наклонно к направлению потока текущей среды,
что распространяющиеся вдоль основного направления распространения ультразвуковые волны ортогонально или наклонно падают на ограничивающую проточный канал область стенки или на отражатель, размещенный в пределах проточного канала, и отражаются от них, и
что детектирование отраженных составляющих ультразвуковых волн осуществляют в зоне или в месте ввода.
3. Способ по п. 1 или 2,
отличающийся тем, что для определения функции порогового значения амплитуды учитывают по меньшей мере одно из следующих физических свойств:
- учет распределения ультразвукового поля в текущей среде,
- учет акустического затухания ультразвуковых волн в текущей среде,
- учет условий ввода ультразвуковых волн в текущую среду.
4. Способ по одному из пп. 1-3,
отличающийся тем, что обнаружение значений амплитуды, которые, соответственно, больше, чем установленное для соответствующего ультразвукового временного сигнала пороговое значение амплитуды, осуществляют в пределах устанавливаемого временного диапазона оценки, который соответствует пространственному диапазону измерения внутри среды, текущей вдоль основного направления распространения, и лежит между местом ввода и областью стенки, ограничивающей проточный канал, или отражателем.
5. Способ по любому из пп. 2-4,
отличающийся тем, что ввод ультразвуковых волн в текущую среду осуществляют сфокусированным образом, так что ультразвуковые волны фокусируются в фокальной точке, находящейся вдоль основного направления распространения, которая лежит в основном направлении распространения перед областью стенки, ограничивающей проточный канал, или отражателем или после них.
6. Способ по одному из пп. 1-5,
отличающийся тем, что соотнесение обнаруженных значений амплитуды со значениями, которые описывают количество компонентов в виде частиц в пределах протекающей среды, основано на числе или частотности, с которой обнаруженные значения амплитуды, приходящиеся на каждый ультразвуковой временной сигнал, лежат выше соответствующего порогового значения амплитуды, установленного посредством функции порогового значения амплитуды для ультразвукового временного сигнала.
7. Способ по одному из пп. 1-6,
отличающийся тем, что соотнесение обнаруженных значений амплитуды со значениями, которые описывают размер компонентов в виде частиц, основано на соответствующей численной величине значения амплитуды ультразвукового временного сигнала.
8. Способ по п. 7,
отличающийся тем, что для получения абсолютных значений размера, определяется калибровочное значение или калибровочная функция, посредством обнаружения ультразвукового временного сигнала, особенно его амплитуды и/или его формы сигнала, который получают путем отражения ультразвуковых волн от известного ультразвукового отражателя.
9. Способ по п. 8,
отличающийся тем, что по меньшей мере одну функцию порогового значения амплитуды определяют с использованием калибровочного значения или калибровочной функции.
10. Устройство для количественного определения числа и размера компонентов в виде частиц, содержащихся в среде, текущей вдоль проточного канала, при котором в текущую среду вводятся ультразвуковые волны, которые по меньшей мере частично отражаются от компонентов в виде частиц, и отраженные от них составляющие ультразвуковых волн могут детектироваться в форме ультразвуковых временных сигналов и использоваться для количественного определения,
отличающееся тем, что с целью ввода ультразвуковых волн в текущую среду, по меньшей мере один акустически связанный с ультразвуковым преобразователем волновод по меньшей мере на участках погружен в текущую среду,
что волновод, состоящий из материала волновода, по меньшей мере в области, в которой волновод погружен в текущую среду, окружен наружным слоем, так что наружный слой расположен между остальным материалом волновода и текущей средой, и
что наружный слой имеет состав материала, отличающийся от остального материала волновода.
11. Устройство по п. 10,
отличающееся тем, что волновод имеет c одной стороны тупой, заостренный подводящий или сформированный в определенной геометрической форме конец для ввода сфокусированных ультразвуковых волн в текущую среду,
что волновод по меньшей мере на участках на стороне конца окружен наружным слоем, состав материала которого выбран в зависимости от текущей среды таким образом, что состав материала при контакте с текущей средой растворяется.
12. Устройство по п. 10 или 11,
отличающееся тем, что состав материала наружного слоя содержит по меньшей мере одно вещество, вызывающее и/или поддерживающее смачивание текущей средой волноводного материала.
13. Устройство по п. 12,
отличающееся тем, что по меньшей мере одно вещество представляет собой расплавленную соль.
14. Устройство по п. 12 или 13,
отличающееся тем, что по меньшей мере одно вещество окружено оболочкой или матрицей из материала, расплавляющегося в текущей среде.
15. Применение устройства по одному из пп. 10-14 для определения концентрации инородных тел в расплаве металла, особенно в расплаве алюминия в качестве текущей среды.