Устройство для измерения вязкости жидкостей Советский патент 1984 года по МПК G01N11/08 

Изобретение относится к устройствам для контроля физико-химических характеристик жи-дких сред, а частности к устройствам для измерения вязкости, и может найти применение в системах контроля и управления хими- 5 ческими процессами.

Известно устройство для определения вязкости жидкостей, содержащее измерительный сосуд с капилляром, измеритель времени истечения, дозиру-10 ющее устройство, вторичный прибор, причем измеритель времени истечения выполнен в виде преобразователя силы, вход которого соединен посредством газопро1юдящей трубки с измери- 15 тельным сосудом, а выход подключен к соответствующим камерам элементов сравнения, в другие камеры которых подключены эадатчики давления, при этом выходы элементов сравнения сое- oQ инены с входами пневматического триггера., присоединенного своим выходом к Bxojty вторичного прибора и к камере упраЕ1ления пневмореле, -в сопла которого поданы давления различногЬ 25 уровня, а выход реле соединен с газоподводяк ей трубкой измерительного сосуда ij .:

едостатком известного устройства является Снижение точности измерений - язкости таких жидкостей, которые по СВОИМ физико-химическим свойствам об-: адают способностью полимеризоваться-. стройство работает ненадежно из-за наличия пленки изме ряемой жидкости на выходе из капилляра, которая образу- 35 тся между циклами замера вязкости и . гновенно полимеризуется. При повторении цикла определения вязкости,жидкости эта пленка делает устройство нсгработоспособным. . 40

Наиболее близким к изобретению явяется устройство для измерения вяз-. кости жидкостей, содержащее, измериельный сосуд с Капилляром, измеритель времени истечения, элементы сравнения с задатчиком давления, пневматический триггер, пневмореле, вторичный прибор, причем внутри измерительного сосуда размещена игла, ,, соединенная с рабочим органом одностороннего исполнительного механизма, корпус которого связан с преобразователем силы, а его рабочая камера - с выходом импульсатора, включающего пневмореле и инерционное звено, состоящее из последовательно соединенных регулируемого дросселя и пневмоемкости, подключенных к ка- . мере управления пневМореле и ее нижней сопловой 2 . . 60

Недостатком данного устройства является необходимость периодически вручную подавать импульс для привода в действие , которая при своем движении разрушает полимеризациoн ryю пленку измеряемой жидкости, образующуюся в капилляре. Это снижает Нсщежность измерения в условиях Химического цеха, так как в этом случае надежность измерения зависит от субъективных действий оператора.

Целью изобретения является повышение надежности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее измерительный сосуд с капилляром и иглой измеритель времени истечения в виде преобразователя силы, элементы сравнения с згадатчиком давления, пневматический триггер пневмореле, вторичйьзй прибор, одноствронний исполнительный .эxaниз.м-и импульсатор, дополнительно содержит две ячейки па1мяти, пятимембранный элемент сравнения, два задатчика, два .нормально закрытых клапана, трехмембранный элемент сравнения и дополнительный импульсатор, включающий пневмореле и Инерционное .звено, состоящее из последовательно соединенных переменного дросселя и пневмоемкости, подключенных к камере .управ.ления пневмореле, причем выход триггера соединен с камерами управления ячеек памяти, выходной первой ячейки соединен с положительной камерой пятимембранного элемента сравнения и с положительной камерой .трехмембранного элемента сравнения, отрицательная камера которого соединена с первым задатчиком, которого соединен с входами импульсатора и -дополнительного импульсатора, выход которого соединен с управляющими камерами клапанов, вход первого клапана соединен с емкостью первой ячейки памяти, а выход - с атмосферой,вход второго клапана соединен с емкостью второй ячейки памяти, а выход - с атмосфе-рой, выход второй ячейки памяти соединен с входом первой ячейки памяти, авход - с выходом пятимембранного элемента сравнения, другая положительная камера которого соединена с вторым эадатчиком, одКа отрицательна камера соединена со своим выходом, а другая отрицательная камера- с атмосферой .

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

На фиг.1 изображена схема устройcтвa на фиг.2 - принципиальная схема элементов пневмоавтоматики.

Устройство состоит из измерительного сосуда 1 с капилляром, иглы 2, исполнительного механизма 3, импульсатора 4 , включакяцего переменный дроссель 5, пневмоемкость б и пневмореле, измерителя времени исте;чения в виде преобразователя 7 силы, задатчиков 8 и 9 давления, элементов 10 и 1 сравнения, пневматического триггера 12и пневмореле 13, в сопловые камеры которого подаются давления разно го уровня, узла 14 суммирования,В1слю чаквдего ячейки 15 и 16 памяти, пяти мембранный элемент 17 сравнения и задат,чик 18, узла 19 сравнения, вклю чанадего трехмембранньгй элемент 20 . сравнения и задатч«к 21, ,уэла 22 сброса,- включакхцего дoпoJlн тeльный 23и два нормально закрытых клапана 24и 25, . Дополнительный импульсатор содер жит переменный дроссель 26, пневмоемкость 27 и пневмореле.28. В камеры трехмембранных реле 13, 28 и 29, ячеек 15 и 16 памяти, клапанов -24 и 25 подведено давление под пора. Устройство работает следующим образом. В начальный момент жидкости в ло лости измерительного сосуда 1 отсут ствует На вход преобразователя 7 .в.оздействует минимальная сила-, а следовательно, на его выходе будет минимальное давление, которое посту пает в отрицательную камеру элемента, 10 и в положительную камеру эле.мента 11 сравнения. Давление, устанавливаемое задатчиками 8 и 9, соответствует минимальному {максималь ному) к весу измерительного сосуда 1. В начсшьный момент давление с выхода преобразователя 7 меньше дав. лений, устанавливаемых задатчиками 8 и 9. Поэтому на выходе элемента 10 сравнения появляется сигнал единичного уровня, а на выходе элемен та 11 - нулевого. При таких входных сигналах триггер 12 имеет на своем выходе нулевой сигнал. Пневмореле 13под действием подпора занимает такое положение, при котором верхнее сопло закрыто, а нижнее сопло откры то. Через это сопло в полость измерительного сосуда 1 подается вакуум Р. , величина которого- постоянна, ъ Контролируемая жидкость под действием созданного перепада давления начинает натекать в измерительный / сосуд 1. По мере натекания жидкости в сосуд 1 увеличивается сила, дей-. ствующая на преобразователь 7, а сле довательно, и давление на его.выходе . Как только давление на выходе преобразователя 7 становится больше давления задатчика 9, на выходе эле/мента 11 сравнения появляется единич ный сигнал, переводящий триггер в положение, при котором на его выходе будет сигнал единичного уровня. Этот сигнал, поступая на вход пневмореле 13, перемещает мембранный блок, за крывая нижнее сопло и открывая верхнее сопло. В сосуд 1 поступает избы точное давление Pg и под его действием Начинается иcтeчeн e жидкости через капилляр. По мере вытеснения жидкости уменьшается сила, действующая на преобразователь 7, вследствие чего давление на его выходе уменьшается. Уменьшение давления происходит до тех пор, пока его значение на станет меньше давления, устанавливаемого задатчиком В. При этом на выходе элемента 10 сравнения появляется сигнал единичного уровня. Под действием этого сигнгша триггер 12 занимает такое положение, при котором на его выходе будет нулевой сигнал. Мембранный блок пневмореле 13 -под действием подпора перемещается вверх, соединяя при этом полость измерительного сосуда 1 с линией вакуума Р. Вновь начинается процесс натекания жидкости в измерительный сосуд 1. С выхода триггера 12 в процессе измерения наступают на вторичный прибор импульсы прямоугольной формы, частот а следов.ания которых зависит от вязкости, . процессе измерения происходит образование пленки в капилляре. Практически для каждой исследуемой жидкости можно оценить время, через которое целесообразно осуществить чистку капилляра (экспериментально определить). Узлы 14 и 19 суммирования и сравнения соответственно осу- ществляют управление автоматической чисткой капилляра. В течение интервала времени истечения жидкости через капилляр (интервал измерения) на выходе триггера 12 действует сигнал единичного уровня 1 Этот сигнал перемещает вверх мембранный блок ячейки 16 памяти и сигнал с выхода элемента 17, равный давлению Рд задатчика 18, поступает на выход ячейки памяти 16. При окончании измерения происходит процесс натекания жидкости в сосуд 1 () . .Мембранный блок ячейки 15 памяти под действием подпора поднимается вверх и сигнал PJ., с выхода ячейки 16 памяти поступает на выход ячейки 15 памяти. Тогда на выходе элемента 17 появится сигнал 2Р. Вновь начинается процесс измерения (Р, 1). Сигнал Р 1 переместит вниз (вверх) мембранный блок в ячейке 15(16) памяти. На выходе ячейки 16 памяти сигнал станет равным 2Ро. После окончания измерения начинается процесс натекания жидкости в сосуд 1 (Р. 0) . Под действием подпора мембранный блок ячейки 15 памяти поднимается вверх и сигнал 2Ро пройдет на выход этой ячейки памяти. Таким образом, на выходе ячейки 15 памяти формируется давление Р,д . Р , где N - число циклов измерений.

С помощью задатчиков 18 и 21 задается интервал времени, разрушения полимеризационной пленки в капилляре с помощью иглы 2.

При превышении давления Pjg давления задатчика 21 на выходе элемента 20 появляется сигнал единичного импульса (Р5,) Сигнал , пройдя импульсатор 4, поступает в исполнительный механизм 3, который перемещает иглу 2, разрушающую пленку жидкости). Одновременно сигнал Р 1 поступает через дроссель 26 в пневмоемкость 27 и полохсительную камеру пневмореле 28 импульсатора, который сдвигает импульс . Единичный импульс с выхода пневмореле 28 (P s -крывает клапаны 24 и 25.

Давления в емкостях ячеек 15 и 16 памяти стравится в атмосферу. После окончсшия единичного импульса 1 клапаны 24 и 25 закрываются.. Вновь начинается процесс подсчета импульсов Р.12 1

Использование устройства в промышленности позволяет упростить процесс измерения вязкости жидких веществ, обладающих повышенной пожарои взрывоопасностью и способностью образовывать полимеризационную пленку.

В процессе.эксплуатации предлагаемого устройства в условиях химичес кого цеха отпадает необходимость вручную подавать сигнал на разрушение пленки. Для каждой исследуемой жидкости возможно подобрать рациональные интервалы разрушения пленки. Величины этого интервала выставляются задатчиками 18 и 21.

Техники-экономическая эффективность устройства состоит в возможности работы внутри аппарата Под давлением, Т1адежной работе с жидкостями, которые по своим физико.-химическим свойствам обладают способностью полимеризоваться.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее измерительный сосуд с капилляром и иглой, измеритель времени истечения в виде преобразователя силы, элементы сравнения с задатчиком давления, пневматический триггер, пневмореле, вторичный прибор, односторонний исполнительный механизм и импульсатор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности измере ния, устройство дрполнительно содержит две ячейки памяти, пятимембранный элемент сравнения, два задатчика, два нормально закрытых клапана, трехмембранный элемент сравнения и дополнительный импульсатор, включающий пневмореле и инерционное звено, состоящее из последовательно соединенных переменного дросселя и пневмоемкости,.подключенныхк камере управления пневмореле, причемвыход триггера соединен с камерами управления ячеек памяти, выход первой ячейки соединен с положительной камерой пя тимембранного элемента сравнения и с положительной камерой трехмембранного элемента сравнения, отрицательная камера которого соединена с первым задатчиком, выход ко.торого сое-, динен с входами импульсатора и дополнительного импульсатора, выход которого соединен с управляющими камерами е клапанов,вход первого клапана соеданен с емкостью первой ячейки памяти, а выход - с атмосферой, вход второго клапана соединен с емкостью второй ячейки памяти, а выход - с атмосферой ,. выход второй ячейки памяти соединен с входом первой ячейки памяти, а вход - с выходом пятимембранного Jntuiek элемента сравнения, другая положительная камера которого соединена с вторым задатчиком, одна отрицательна Ксгмера соединена со своим выходом, СО а вторая отрицательная камера - с атмосферой.