Зонд ультразвукового вискозиметра Советский патент 1983 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к устройст вам для измерения вязкости ячеистобетонных смесей. Известно устройство для измерени динамической вязкости жидкостей при помощи датчика (зонда) ультразвукового вискозиметра, в котором часть резонатора, погружаемая в исследуемую жидкость, выполнена с реб рами, расположенными перпендикулярно его .оси И . Однако указанный датчик не может быть использован для измерения вязкости растворных смесей, в частности ячеистобетонных. Наиболее близким к предлагаемому является датчик льтразвукового ° вискозиметра для измерения динами ческой вязкости растворных смесей, в частности ячеистобетонных, в котором )абочая часть резонатора, погру каемая в исследуемую- ячеистобетонную смесь, выполнена с крестообразным поперечным сечением. Датчик, возбуждая в смеси строго поляг ризованные в двух направлениях, перпендикулярных его оси, поперечные колебания (за счет крестообразного поперечного сечения), измеряет реологическую характеристику смеси (т.е. вязкие свойства) с учетом имеющейся анизотропии, чем и достигается точность измерения вязкости растворных смесей. Однако при измерении вязкости указанным ультразвуковым датчиком в жидкостях и - растворных смесях, -в частности в ячеис тобетонных, погрешность измерений возрастает с повышением вязкости. Так, при измерении динамической вяз кости эпоксидной смолы без отвердителя в интервале температур от 0+25 С и глицерина в интервале температур от -25- С до вели чина погрешностидостигала до i25%. Следовательно снижается предел (диа Г1азон) .измерений - Кроме того, при измерении вязкости смеси ультразвуковым датчиком параметры ультразвуковых колебаний маг нитострикционного резонатора и, следовательно, энергия излучаемой плоской волны зависят от геометричес ких размеров этой пластинки и положе ния симметрии ее относительно центральной точки, т.е. узла, где магнитострикционный резонатор жестко закреплен к корпусу зонда (датчика). В указанном устройстве из-за разной жесткости двух несимметрично исполненных половин амплитуда и час тота колебаний магнитострикционного резонатора согласно волновому урав нению -колебаний этого резонатора должны быть разными, т.е. половина резонатора, находящаяся внутри катушки, колеблется с частотой и. амплитудой большей, чем частота и амплитуда колебаний наружной половины магнитострикционного резонатора, так как жесткость крестообразной час ти вдвое больше жесткости плоской. Следовательно, изменение электрических и механических свойств магнитострикционного резонатора ультразвукового датчика приводит к методической погрешности и снижению точности измерений. Из-за пониженной энергии излучения плоской волны от датчика в вязко-упругую среду (растворную смесь) ошибка измерений с повьииением вязкости среды повышается, а диапазон измерений уменьшается. Цель изобретения - понижение погрешности измерений динамической вязкости смеси и расширение пределов измерений. Поставленная -цель достигается тем, что в зонде ультразвукового вискозиметра, содержащем герметизированный цилиндрический корпус, катушку возбуждения и магнитострикционный pe3OHaTopj последний выполнен в виде симметрично расположенных -относительно его центра двух винтообразных ветвей. На чертеже изображен предлагаемый зонд ультразвукового вискозиметра . Зонд (датчик) состоит из магнитострикционного резонатора 1, выполненного в виде симметрично расположенных относительно его центра двух винтообразных ветвей, катушки 2, возбуждающей импульсные колебания, корпуса 3, в который впаян резонатор 1, герметизирующей вставки 4, прижимной гайки 5, патрубка 6 для проводов от катушки, токопроводов 7.. Магнитострикцибнный резонатор 1 исполнен так, что на обоих концах имеет пикообразное заострение, которое вьиолнено с целью уменьшения влияния торцового эффекта на торможение резонатора при колебании, вызываемого от давления ячеистобетонной смеси при вспучивании. Для обеспечения плавного перехода от правосторонней винтообразной кривиз -ад верхней половины резонатора 1 в левостороннюю винтообразную кривизну нижней половины резонатора, а также с целью удобства жесткого крепления его к корпусу зонда в центральной его части и обеспечения симметрии относительно плоскости крепления, центральный участок резонатора выполнен плоскопараллельньл-. Зонд работает следую1им образом. На обмотку возбуждающей катушки 2 с генератора импульсов подается импульс малой длительности (-50 мкс), который деформирует магнитострикцион310529374

кый резонатор 1. В этом резонатореи обуславливается высокая точность

возникают экспоненциально затухаю-измерений и объективное отражение

щие колебания, которые наводят в ,реологического состояния смеси в

катушке ЭДС, пропорциональную ампли-целом по всему объему. Кроме того,

туле и частоте колебаний резонато-эффективность применения.предлагаера 1.. мого устройства обеспечивается вследИзмерение вязкости сводится к из-ствие симметрии волновьлх процессов,

мерению частоты следования возбуж-возникающих как в нижней, так и в

дающих импульсов, так как каждый верхней половинах магнитострикцион- ,

последующий импульс возникает торда,ного резонатора.

когда величина индуцированной в Ю. Диапазон измерений вязкости измекатушке 2 ЭДС уменьшится до опреде- .ряется в зависимости от количества

ленного значения. ,витков, толщины и ширины ма;гнитоПри погружении датчика в исследуе-кй составляет 10 Па-с, что

мую растворную смесь возбуждаемая 5позволяет применять предлагаемое

магнитострикционным резонаторомустройство для измерения динамичесплоская волна распространяется раз-кой вязкости жидкостей и растворных

номерно от криволинейной винтообраз-смесей, в том числе и ячеистобетонной поверхности его в среду в радиаль-ных, в диапазоне 10 - 10 Па-с меном направлении от оси датч;ика, чем 20тодом ультразвуковых колебаний.

стрикционного резонатора и практичес

ЗОНД УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВИСКОЗИМЕТРА, содержащий герметизированный цилиндрический корпус, катушку возбуждения и магнитЬстрикционный резонатор, отличающийся тем, что, с цельюпонижения погрешности измерений динамической вязкости растворной смеси и расширения пределов измерений, магнитострикционный резонатор выполнен в виде симметрично расположенных относительно его центра двух винтообразных ветвей . (/) Ш-J -Ч