Гитис М.Б., Чуприн В.А. «Применение ультразвуковых поверхностных и нормальных волн для измерений параметров технических жидкостей. I. Измерение сдвиговой вязкости» Журнал технической физики, 82, № 5, с. 93-99 (2012)

Рассмотрено влияние вязкости жидкости на распространение нулевой моды горизонтально поляризованной нормальной волны в тонком по сравнению с длиной волны волноводе, погруженном в жидкость. Показано, что в первом приближении по отношению сдвигового импеданса жидкости к сдвиговому импедансу волновода амплитуда такой волны затухает с пройденным расстоянием экспоненциально с коэффициентом затухания, пропорциональным квадратному корню из сдвиговой вязкости жидкости. Проведены численные оценки уменьшения амплитуды волны, обязанные сдвиговой вязкости жидкости, из которых следует возможность разработки метода ее измерений с высокой чувствительностью. Проведена экспериментальная проверка метода на волноводе в виде алюминиевой ленты толщиной 0.3 mm и длиной 14 cm на частоте 2 MHz. Было установлено, что уменьшение амплитуды принятого сигнала при погружении волновода в дистиллированную воду (табличное значение сдвиговой вязкости 1.05·10^–3 Pa·s) по сравнению с амплитудой в ненагруженном волноводе составляет 0.42 dB, что может рассматриваться как характеристика чувствительности экспериментального устройства. Описана методика калибровки датчика. Проведены измерения сдвиговой вязкости в растворах сахарозы в дистилированной воде. Результаты экспериментов качественно хорошо согласуются с теоретическими оценками.

Гитис М.Б., Чуприн В.А. «Применение ультразвуковых поверхностных и нормальных волн для измерений параметров технических жидкостей. II. Измерение плотности» Журнал технической физики, 82, № 5, с. 100-105 (2012)

Рассмотрено влияние жидкости на поверхностные волны, распространяющиеся в волноводе вдоль его границы с жидкостью. Оценено влияние сдвиговой и объемной вязкостей жидкости на коэффициент затухания такой поверхностной волны. Показано, что при точности измерений порядка 10^–3 влиянием жидкостей можно пренебрегать, если их сдвиговая вязкость менее 0.1 Pa·s. При более высоких значениях вязкости необходимо введение поправок, учитывающих вклад вязких потерь в измеренный коэффициент затухания поверхностной волны. Описана методика калибровки датчика плотности для маловязких жидкостей и проведены измерения плотности растворов NaCl и сахарозы в дистилированной воде. Эксперимент качественно согласуется с теоретическими оценками. Отмечено, что такой метод измерения продольного импеданса жидкостей позволяет использовать идентичную аппаратурную реализацию и по используемому методу (импульсный), и по частотному диапазону (1–10 MHz) для измерений плотности, обеих вязкостей, скорости и коэффициента поглощения звука жидкости, которая практически не отличается от используемой в средствах неразрушающего контроля качества материала и изделий.