Caracterização de líquidos por ultra-som. - Higuti, Ricardo Tokio (2001)
A caracterização de líquidos é uma necessidade presente em diversos setores produtivos, como a indústria petroquímica e de alimentos. A caracterização pode referir-se à identificação de um líquido que passa por uma tubulação, detecção de contaminantes, determinação da constituição, etc. Para isso podem ser utilizados parâmetros como a densidade, velocidade de propagação e coeficiente de atenuação acústicos, que podem indicar direta ou indiretamente a informação desejada. Neste trabalho foram desenvolvidos métodos precisos e robustos para a medição desses parâmetros por ultra-som, utilizando uma célula de medição com transdutor duplo-elemento que elimina o problema da difração acústica. Foram desenvolvidas técnicas de análise de sinais que reduziram a dependência do ruído, aumentaram a precisão e a resolução na medida dos parâmetros acústicos.Um modelo de propagação da célula foi desenvolvido, permitindo avaliar o seu comportamento acústico e as técnicas de análise de sinais. Aspectos relacionados à célula de medição também foram abordados, como o desenvolvimento de transdutores compósitos de banda larga e alterações mecânicas que a tornaram mais robusta e de fácil manipulação.A célula foi testada com líquidos homogêneos e aplicada no estudo de emulsões de água e óleo com baixas concentrações e de leite. Apresenta-se uma revisão de modelos de propagação em meios não-homogêneos, cujas previsões são comparadas com os resultados experimentais. O erro máximo na medida da densidade é igual a 0,2% quando comparada aos valores medidos com um picnômetro, enquanto que a resolução obtida para concentração em volume de emulsões de óleo em água e teor de gordura em leite é de cerca de 0,1%. Não foram obtidos resultados conclusivos para emulsões de água em óleo, e são discutidas as dificuldades encontradas.