Чувствительный элемент капиллярного вискозиметра Советский патент 1983 года по МПК G01N11/08 

Изобретение относится к технике капиллярной вискозиметрии, и может найти применение в контрольно-измерительной технике при определении состава жидких ,смесей и исследовани их вязкостных свойств в химической нефтехимической,пищевой и др. отраслях промышленности. Известен чувствительный элемент капиллярного вискозиметра, выполнен ный в виде цилиндрической трубки определенного диаметра и длины. Вви ду зависимости вязкости, определяем по перепаду давления на капилляре при постоянном расходе исследуемой жидкости через него, от температуры чувствительный элемент капиллярного вискозиметра необходимо термостатировать для получения значения вязкости, приведенной к заданной температуреОднако чувствительный элемент капиллярного вискозиметра, поме-. щенный в термостат с жидкостью, сна женный мешалкой и нагревательным элементом с системой терморегулирования, является добольно сложным и громоздким устройством для измерения вязкости и поэтому он не нашел широкого применения в химической и нефтехимической промышленнос особенно в пожаро- и взрывоопасных производствах. Известен чувствительный элемент капиллярного вискозиметра в виде коаксиальной тепловой трубки, сост ящей из двух краксиальйо распол оже ных цилиндров. На внешней поверхно цилиндра меньшего диаметра и внутр ней поверхности цилиндра большего метра имеется слой из капиллярнопористого материала. цилиндрами в радиальном направлении расположены ребра жесткости. Часть объема капилляров в капиллярнопористом материале, расположенном на внешней поверхности цилиндра меньшего диаметра, заполн эна низко-кипящей жидкостью. В ЭТОЙ системе тепло переносился в обоих направлениях от центра к периферии и -от периферии к центру в зависимости от градиента температуры, протекакяцей по трубке исследуемой жидкости. Использование данного чувствительного элемента имеет пре имущества по сравнению -с использованием вискозиметров с отдельной системой, термостатирования Х23. Однако он очень сложен в изготовлении. Целью изобретения является упро щение конструкции чувствительного элемента вискозиметра. Цель достигается применением ус ройс.тва для пастеризации молока, представ ляквдего собой трубку ..из изоляционного материала с нанесенными на ее поверхность полупроводниковыми пленочными электронагревательными элементами с отрицательным температурным.коэффициентом сопротивления, в качестве чувствительного элемента капиллярного вискозиметра. На чертеже изображено устройство для пастеризации молока. Устройство представляет собой корпус с теплообменной поверхностью, например трубку 1 из изоляционного материала (стекла, кварцевого стекла и т.д.). Поверхность трубки покрыта слоем 2 из полупроводникового пленочного материала. Этот слой материала представляет собой электронагревательный элемент, к которому подведены контактные электроды 3 и 4. Полупроводниковый материал-электронагревательного элемента имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления 3. Данное устройство, будучи применено в качестве чувствительного элемента капиллярного вискозиме тра, работает следующим образом. - Исследуемая среда в режиме постоянного расхода пропускается через трубку 1 (чувствительный элемент капиллярного вискозиметра). К контактным электродам 3 и 4 подключен источник напряжения (не показан). Перепад давления на трубке 1 определяется прежде всего вязкостью жидкой смеси. Кроме того, вязкость зависит от температуры, что требует при некоторых исследованиях стабилизации температуры или введений температурной компенсации. Допустим, что исследуемая ж1едкость имеет температуру Tjt, а нагревательный элемент подключенный черэз контактные электроды 3 и 4 к источнику напряжения, создает внутри объема, ограниченного трубкой 1, температуру Т. В состоянии равновесия при определенном расходе Q исследуемой среды и сопротивления нагревательного элемента RQ, действительные значения которых подбираются из уравнения теплового баланса, температура жидкости Т и температура Т выравниваются, т.е. W k В случае изменения температуры контролируемой среды, например ее .увеличении, увеличивается температура нагревательного элемента. При этом, ввиду отрицательного температурного коэффициента сопротивления материала нагревателя уменьшится со.противление материала нагревателя, и тем самым уменьшится количество тепла, выделяемого этим нагревате-. ле,м. В результате контролируемая ереда, нагревая трубку 1 с нагревательным электрическим элементом, отдает свое тепло в окружающую среду, и температура Tj|t, падая, приближается к значению Т,

В-случае уменьшения температуры контролируемой среды уменьшается в первоначальный момент также и температура нагревательного элемента, что приводит к увеличению сопротивления этого элемента. Увеличивается нагрев контролируемой среды и ее температура повышаете, приближается к значению Тц.

Таким образом, уг юньшаются колебния температуры контролируемой среды, т;е.. уменьшается ее влияние на вязкость и на перепад давления на капилляре. Достигается возможность непосредственного измерения значения вязкости, приведенной к заданной температуре.

Следует отметить также, что абсолютное значение температурного коэффициента сопротивления материал нагревателя подбирается расчетным путем исходя из температурной зависимости вязкости жидкой среды I и теплового баланса. .

Использование известного устройства для пастеризации молока в качест%е чувствительного элемента капиллярного вискозиметра имеет значительные преимущества по сравнению с использованием термостатированн{:ос обычным способом капилляров.

так как предлагаемое устройство просто по конструкции, дешево, не тре.бует квалифицированного обслуживания. Его применение в капиллярной вискозиметрии значительно упростит

5 конструкции современных вискозиметров и расширит область их применения.

Экспериментальная проверка указанного устройства для пастериза-

0 ции молока в качестве чувствитёльноро элемента капиллярного висйозиметра проводилась в лабораторных условиях на модельных высоковязких жидкое тях с различными значениями температурного коэффициента вязкости. Результаты испытаний подтвердили возможность применения указанногб устройства в качестве чувствительного эле|мента капиллярного вискозиметра. При этом значительно ул5 шились и динами-

0 ческие хара.к:тер1астики устройства для измерения вязкости.

Применение указанного устройства в качестве чувствительного эАемейта

25 капиллярного вискозиметра позволит значительно уменьшить расход на приобретение средств контроляи значительно сокра. эксплуатационные расходы.

30 Кроме того, значительно повысится точность контроля технологических параметров, что, также .отразится на технико-экономических показателях производства.

Применение устройства для пастеризации молока, представляющего трубку из изоляционного матерйгига с 1нанесенн1ми иа ее поверхность полупрЬводи1асовыми пленочными электронагревательными элементами :С отрицательинм темпердтурньм коэффи:циентом сопротивления, в качестве чзгвствнтельного элемента капиллярно:го вискозиметра. А luSSSoSiSiiSoeiSSeii :о эо ND :п