Вискозиметр Советский патент 1984 года по МПК G01N11/16 

4

00

;о

Изобретение относится к устройствам для автоматического непрерывного измерения вязкости жидких продуктов в технологических процессах и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен вискозиметр, содержащий два датчика вязкости и температуры попарно расположенные в двух измерительных зонах, и функциональный блок (термокомпенсатор), включающий логарифматор, вычитатели, блок умножения, суммирующий усилитель и

:ВТОРИЧНЫЙ прибор.

Величина вязкости определяется из выражения

-l(i

)

пр-Чек

пр где tpp температура приведения и вязкость при этой температуре; i.. - текущее значение тем пературы и вязкости в точке измерения; t- - температурный коэффициент вязкости l Недостатком этого вискозиметра является его сложность, обусловленная применением двух датчиков вязко ти и температуры. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультразвуковой вискозиметр, включающий датчик вязкости, датчик температуры, вторичный прибор и термокомпенсатор, подключенный между эти ми датчиками и вторичным прибором. Схемное решение термокомпенсатора позволяет использовать его для обработки показаний вискозиметра без второго датчика вязкости и датчика температуры. Термокомпенсатор содержит сумматор, на один вход которого подается выходной сигнал вискозиметра, схему коррекции, подключенную между вторы входом и выходом сумматора и выходной каскад, подключенный к выходу сумматора. Схема коррекции содер жит датчик температуры, двухвходово мостовой контур, выходы которого со динены с входами сумматора, определяющего разницу между температурой приведения и значением температуры

74892

в точке измерения и усилитель разностного сигнала, между выходом и входом которого подключен определите ль знака отклонения температуры,

5 Сумматор и схема коррекции образуют блок с положительной или отрицательной обратной связью ( в зависимости от того, являются ли отклонения температуры в точке измерения

10 от температуры приведения положительными или отрицательными). Выходной каскад преобразует выходной сигнал этого блока в унифицированный выходной сигнал.

15 Усилие схемы коррекции равно

it при пр}

u.t- при i/

г

тек

-пр ; - постоянные (характеризующие температурный коэффициент вязкости), задаваемые в схеме коррекции. Значения постоянных о и о определяются при аппроксимации температурной зависимости вязкости измеряемого продукта в требуемом диапазоне температур компенсации двумя отрезками. Величина приведенной вязкости (без учета плотности) определяется из выражения ДЛЯ-1 1„р Однозначное задание постоянных ь и позволяет успешно использовать термокомпенсатор для продуктов, вязкость которых постоянна во времени и является только функцией температуры 2 . Недостатком известного вискозиметра является то, что для продуктов, вязкость которых изменяется не только рт температуры, но и во времени, например из-за изменения концентрации, точное приведение показаний возможно только для той концентрации продукта, при которой определялись и задавались значения i- и ь , Погрешность приведения при других концентрациях резко возрастает. Целью изобретения является повышение точности измерений.

3

Поставленная цель достигается тем, что в вискозиметре, содержащем датчик вязкости, датчик температуры вторичный прибор и термокомпенсатор подключенный между этими датчиками и вторичным прибором, в термокомпенсатор введены преобразователь сопротивление-напряжение с регулируемой характеристикой и делитель аналоговы сигналов, причем датчик температуры подключен к входной цепи преобразователя, датчик вязкости - к первому входу делителя, выход преобразователя - к второму входу делителя, а в,торичный прибор - к выходу делителя.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого вискозиметра на фиг. 2 графики, поясняющие его работу.

Вискозиметр содержит датчик 1 вязкости, датчик 2 температуры (термометр сопротивления), объем.3 с контролируемым продуктом-, преобразователь 4 сопротивление-напряжение, делитель 5 аналоговых сигналов и вторичный прибор 6. Преобразователь 4 и делитель 5 образуют термокомпенсатор 7.

Вязкость любого продукта, а следовательно, и напряжение на выходе датчика 1 вязкости, пропорциональное величине вязкости, при изменении температуры изменяется по экспоненциальному закону.

Температурные кривые для продукта с разными вязкостями показаны на фиг. 2,где кривая и соответствует продукту с большей начальной вязкостью (например максимальной концентрацией) , кривая S - продукту с меньшей вязкостью (меньшей концентрацией) . При изменении температуры в точке измерения, а следовательно, и изменении сопротивления датчика 2 температуры (прямая В ), изменяется выходное напряжения преобразователя 4. Преобразователь 4 настроен так, чтобы величина его выходного напряжения была равна величине выходного напряжения датчика 1 вязкости при той же температуре для продукта с большей начальной вязкостью (максимальной концентрации) . Кривая Z , описывающая зависимость выходного напряжения преобразователя А от температуры, таким образом точно повторяет форму кривой d . Величины напряжений на выходе датчика 1 вязкости и преобразователя

17А894

4 при любом значении температуры в

/«ин - максР

пределах t собой.

Для продукта с разными начальными вязкостями

)(ut

2a Ca

RT

где 1 и - йязкость;

и С5 постоянные завися-а

щие от молекулярного веса, структуры и концентрации продукта; k - коэффициент пропорцио5нальности между внутренней энергией и абсолютной температурой;

R - постоянная Больцмана. Давлением выражения (2) на выра- .

0 жение (1) получаем (для одной темпеS 4ia:ратуры)

const

О

(3)

а

,.А

5

5прив

или (4)

где п и текущее значение вязкости при одной и той же температуре;

17 и О с приведенные значения -а прий Ьприй

чрий

вязкости продукта.

Таким образом, зная величину Za приведенную и частное от деления а/и величина g приведенная определяется из выражения П

Т

- и -А

(5) SnpHB. .

Напряжение, соответствующее 1, при температуре, равной температуре в точке измерения, формируется на входе делителя 5 с помощью преобразователя 4, а напряжение, соответствующее 2(5 поступает с датчика 1 вязкости. Вьфажение (5) для напряжений, поступающих на вход делителя 5 имеет вид. ц

8лрив апривиа V

(6)

Вторичный прибор 6, подключенный к выходу делителя, отградуирован так, что его показания соответствуют

гопридприиаприв 1Вследствие этого выражение (6) 1феобразуется

Ч$ «26

5прив.и; иприв.7;

ВИСКОЗИМЕТР, содержащий датчик вязкости, датчик температуры, вторичный прибор и термокомпенсатор. подключенный между этими датчиками и вторичным прибором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в термокомпенсатор введены преобразователь сопротивление-напряжение с регулируемой характеристикой и делитель аналоговых сигналов, причем датчик температуры подключен к входной цепи преобразователя, датчик вязкости - к первому входу делителя, выход преобразователя - к второму входу делителя, а вторичный прибор - к выходу делителя. § (Л --щ