Интересный способ контроля агре­гатного состояния веществ предложил и исследовал S. Pouytz [399]. Способ осно­ван на измерении электрического импе­данса Ze, введенного в среду пьезоэлемен­та. Этот импеданс зависит от волнового сопротивления окружающей среды, меня­ясь при изменении ее агрегатного состоя­ния.

Колеблющийся по толщине пьезо­элемент диаметром 10 мм и толщиной 1 мм помещали в исследуемую среду и меняли температуру. Цепь из последова­тельно соединенных пьезоэлемента и ре­зистора R возбуждали электрическим им­пульсом напряжением U(t) в виде одного периода синусоиды. Напряжение импуль­са на пьезоэлементе - и2Ц). Электрический импеданс пьезоэлемента в частотной об­ласти представляли в виде

FiUf) где F](jf) и F2(jf) - преобразования Фурье сигналов Uj(t) и и2 (t).

Формула позволяет вычислить значе­ние импеданса для каждой из гармоник спектра импульса, т. е. представить Ze в функции от частоты.

Приведенная теория подтверждена экспериментально. Измеряли модуль Ze на резонансной частоте (около 2 МГц) в функции температуры. При нахождении пьезоэлемента в чистой деминерализован­ной воде замерзание воды изменяло зна­чение |Ze| примерно вдвое. Приведены также данные для имитирующей порис­тый материал искусственной среды - стеклянные шарики-вода (диаметр шари­ков 0,1 и 0,5 мм). Отмечены и объяснены характерные аномалии на этих кривых. В частности, наблюдался гистерезис между

процессами замерзания и оттаивания воды.

Метод можно использовать для кон­троля свойств пористых материалов при замерзании и оттаивании пропитывающей их жидкости и в других случаях, когда исследуемый процесс связан с изменением волнового сопротивления среды.