Устройство для измерения вязкости Советский патент 1983 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к пожарной технике и предназначено для определения вязкости огнетушащих пен и жидкостей. Известно устройство для определе ния вязкости пен, состоящее из неподвижно закрепленной одним концом нити, диска, прикрепленного к другому ее концу, центрирующего приспособления в виде воздушного подшипника и соленоида, привода, датчика угла поворота диска в виде диф ференциального преобразователя и регистрирующего прибора. Диск, подвешенный к нити, вводится в контакт с исследуемой пеной и приводится в свободное колебание вокруг вертикальной оси по аналогии с крутильным маятником. Колебания диска/ замедляемые вязкостью пены, преобразовываются в электрический сигнал который принимается дифференциальным преобразователем и передается на регистрирующий прибор, где записывается в виде кривых затухающего колебания 1 . Недостатком указанного устройст.ва является невысокая точность изме рения вследствие смещения колеблкаде гося диска в радиальном направлении так как в процессе трения диска о поверхность пены создается момент, сдвигающий его от центра к перифери В результате этого изменяется расстояние между сердечником и обмотк ми дифференциального преобразовател С целью частичной компенсации этого явления применены центрирующие приспособления: воздушный подшипник и соленоид, в зависимости от перемещения создают противодействующее усилие. Но в результате этого усиЛИЯ изменяется момент вращающейся части устройства, что ведет к искажению результатов измерений. Кроме того, инерционность системы из-за наличия массивного сердечника не позволяет исследователь пены, обладающие малой вязкостью, с высокой точностью. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения вязкости, датчиком которого служит емкостный дифференциальный преобразователь угла поворота чувствительного элемента вискозиметра в электрический сигнал,, содержащее крутиль ный маятник, подвешенный на упругой нити, и датчик угла поворота в виде дифференциального емкостного датчика угловых перемещений 2 3. Однако известное устройство обла дает малой крутизной преоб|разования угла поворота в электрический сигнал и чувствительностью к радиальным перемещениям. Для того, чтобы избежать влияния радиальных перемещений нити подвешивания маятника, возникающих при трении диска- о цену, необходимо иметь достаточно большой зазор между пластинами емкостного преобразователя. Это ведет, в . свою очередь, к резкому уменьшению значения емоксти преобразователя датчика, а следовательно, и к уменьшению и без того слабой его чувствительности, так как связь между значением емкости конденсатора | расстоянием между его пластинами обратно пропорциональная. В связи с этим для увеличения чувствительности всего устройства в целом требуется применить повышенную частоту питающего напряжения преобразователя датчика и избирательный усилитель для усиления сигнала разбаланса датчика. Эти меры приводят к усложнению конструкции вискозиметра и к уменьшению точности его работы при изменении условий окружающей среды. ,Кроме того, любая конструкция емкостного преобразователя угла поворота не позволяет получить изменение емкости при угле закручивания более 180°, что ведет к уменьшению чувствительности датчика. Все перечисленные недостатки особенно влияют на точность измерений вискозиметра при измерении вязкости пен. Цель -изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения вязкости, содержащее крутильный маятник, , подвешенный на упругой нити, и датчик угла поворота, дополнительно содержит стержень с жестко укрепленной на нем проволокой, датчик угла поворота выполнен в виде круглого желоба с неподвижно закрепленными в нем контактами, заполненного электролитом, и измерительного мостаj причем стержень укреплен на упругой нити на уровне желоба, а неподвижные контакты и проволока соединены с противоположными плечами измерительного моста попарно. Принятая схема включения датчика позволяет избежать ошибок при измерении, обуслоленных изменением окружающей среды и концентрации электропроводной жидкости при ее испарении. Известный реостатный способ включения датчиков не дает возможности избежать указанных недостатков. Наличие центрального неподвижного контакта расширяет границы линейного преобразования угла поворота в электрический сигнал, повзоялет автоматически выделить модуль сигнала в самом датчике, что в конечном счете, сказывается на точности измерени{1 прибора в целом и устраняет возможность ошибки.

связанной с определением нулевого уровня сигналаf

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения вязкости, на фиг. 2 - блок-схема устройства.

Устройство содержит упругую нить 1, вертикально подвешенную на штативе 2, датчик 3 угла поворота, .пусковое приспособление 4, стержень 5, диск 6, сосуд с исследуемым материалом 7, источник 8 питания, блок крутильного маятника 9, блок 10 выделения электрического сигнала, блок 11 сдвига уровня, блок 12 компенсации, регистрирующий прибор 13, а также подвижный контакт в виде проволоки 14 и неподвижные контакты 15.

Устройство работает следующим образом.

Диск 6, подвешенный к нити 1, вводится в контакт с исследуемым материалом 7 и с помочью пускового :приспособления 4 приводится в свободное колебание вокруг вертикальной оси. Колебания диска б передается на проволоку 14, которая приходит в колебательное движение и в зависимости от расстояния до непод вижных контактов 15 подает на регистрирующий прибор электрический сигнал, пропорциональный углу за,кручивания,диска, по которому рассчитывается декремент затухания колебаний и вязкость пены..

Угол поворота датчика преобразовывается в пропорциональный ему электрический сигнал, поступающий

в блок 10 выделения сигналов, в котором сигнал формируется и усиливается для дальнейшей обработки. Выпрямленный в блоке 10 сигнал поступает в блок 11 сдвига уровни, далее в

блок 12 компенсации и регистрирующий прибор 13.

В блоке 12 компенсации нивелируется действие температурных условий и влажности среды, что исключает их влияние на электрическое преобразование угла поворота диска в пропор циональный сигнал.

Наличие блока 11 сдвига уровня позволяет в широком масштабе менять чувствительность датчика угла поворота и автоматически поддерживать уровень нулевого сигнала на шкале {регистрирующего прибора.

Изобретение повышает точность измерений за счет обеспечения нечувствительности устройства к радиаль нь5М смещениям диска при крутильных колебаниях, а также при обеспечении (электрической схемой устройства малой крутизны преобразования угла по ворота в электрический сигнал.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ, содержащее крутильный маятник, подвешенный на упругой нити, и датчик угла поворота, о т л и ч а; ю. щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно содержит стержень с жестко укрепленной на нем проволокой, датчик угла поворота выполнен в виде круглого желоба с неподвижно закреп ленными в нем контактами, заполненного электролитом, и измерительного моста, причем стержё нь укреплен на упругой нити на уровне желоба, а неподвижные контакты и проволока соединены с противоположными плечами измерительно1Ч5 моста попарно.( СО 00 00 со 4