مقایسه انتشار امواج فراصوتی لمب در ورق آلومینیومی و فولادی با شرایط مرزی آب

اندازه گیری سطح مایعات صنعتی کاربردهای زیادی از قبیل سنجش سطح مخازن تحت فشار، اندازه گیری ارتفاع مایعات نفتی در چاه های عمیق و سنجشسطح سوخت در مخازن ذخیرهسازی سوخت دارند. از آنجا که مایعات بکار رفته درون اکثر موارد فوق، مایعات قابل اشتعال هستند و یا در برخی موارد امکان ورود جسم خارجی به درون مخزن یا چاه به دلایل مختلف وجود ندارد، لذا سنجش سطح و عمق این موارد به سادگی امکان پذیر نیست. امواج فراصوتی لمب به دلیل استهلاک بسیار پایین می توانند در اجسام با مرز محدود مانند ورق ها و پوسته ها و در طول های بسیار زیاد منتشر شوند. شرایط محیط پیرامون ورق و نشت موج از ورق به محیط اطراف تاثیر بسزایی در میزان انرژی انتشار موج دارد که از این خاصیت می توان در تعیین سطح مایعات خصوصا درون چاه های با عمق زیاد استفاده کرد.به منظور بررسی تاثیر تغییرات سطح مایع بر انتشار امواج لمب، در این مقاله، مدلسازی مسیله انتشار امواج فراصوتی لمب در یک ورق تحت شرایط مرزی مناسب مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، با استفاده از روش المان محدود، وجود مایع در اطراف قسمتی از مرز ورق حین انتشار موج مورد بررسی قرار می گیرد. به گونه ای که محیط اطراف قسمتی از ورق، هوا و بقیه ورق درون مایع مدلسازی میشود. نتایج بدست آمده از این پژوهش نشان می دهند، با توجه به این که عمدتا امواج فراصوت در هوا منتشر نمی شوند، در سطحی از ورق که با هوا در تماس است نشت موج اتفاق نمی افتد ولی در بخش دیگر که اطراف آن را مایع فراگرفته است، موج فراصوت از ورق به درون مایع نشت می کند. این نشت موج به درون مایع باعث کاهش محسوس انرژی موج شده و از روی میزان کاهش انرژی نمودارهایی رسم شده اند. با در دست داشتن این نمودارها و درصد کاهش دامنه رفت و برگشت موج، می توان ارتفاع مایع اطراف ورق را بدست آورد.

Keywords:

امواج فراصوتی , امواج هدایتشونده لمب , مدلسازی المان محدود , سنجش سطح مایع