Resumen

Los métodos de determinación del tamaño de las partículas han recibido una atención considerable en las últimas décadas, pero siguen planteando un gran reto en situaciones de alta concentración (es decir, fracción volumétrica>10%). Sin embargo, la técnica de espectroscopia ultrasónica es una herramienta común para la determinación no invasiva de parámetros esenciales para sistemas de alta concentración mediante el análisis de espectros ultrasónicos con algoritmos de inversión, incluyendo la distribución del tamaño de partícula (PSD), la fracción de volumen de cada fase y las propiedades fisicoquímicas. Para las mediciones ultrasónicas, la adquisición y el análisis adecuados de los espectros ultrasónicos son cada vez más importantes para comprender la relación entre los parámetros desconocidos y los espectros ultrasónicos. En este trabajo, se proporcionó una configuración experimental para adquirir de forma sincrónica señales ultrasónicas de reflexión y transmisión. Se realizaron una serie de experimentos en soluciones de silicio-agua a fracciones de volumen del 8%, 10% y 12% para obtener los espectros de atenuación ultrasónica y los espectros de velocidad de fase ultrasónica basados en diferentes métodos de medición, es decir, el método de pulso-eco, el método de reflexión de referencia y el método de transmisión pasante, respectivamente. Basándose en el modelo de avance Epstein-Carhart-Allegra-Hawley (ECAH), se implementaron algoritmos genéticos (GA) y técnicas de regularización óptima (ORT) para determinar la PSD con los espectros medidos; a continuación, la PSD obtenida se comparó con el método del microscopio óptico. Se puso de manifiesto que los espectros obtenidos por los distintos métodos de medición mostraban características individuales, mientras que la PSD obtenida era coherente y los diámetros medios de volumen se encontraban dentro de una desviación del 10% con los algoritmos GA y ORT. Se discutieron y presentaron las diferencias y características de estos tres métodos de medición para la adquisición e interpretación de señales con el fin de proporcionar una evaluación y recomendación para la determinación ultrasónica del tamaño de las partículas.

• Materias:Biotecnología Sensores Sistema de sensores Tecnología de sensores
• Subjects:Biotechnology sensors Sensor system Sensor technology
• Palabras claves:diferentes métodos de medición, espectros ultrasónicos, psd, espectros ultrasónicos de velocidad de fase, métodos de clasificación por tamaño de partículas, situaciones de alta concentración, sistemas de alta concentración, método del microscopio óptico, técnica de regularización óptima, distribución del tamaño de partículas
• Keywords:different measurement methods, ultrasonic spectra, psd, ultrasonic phase velocity spectra, particle sizing methods, high concentration situations, high concentration systems, optical microscope method, optimum regularization technique, particle size distribution