Устройство для измерения вязкости Советский патент 1984 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь эовано на всех объектах, где требуется информация о физико-химических свойстЬах вещества, в частности вязкости.

I Известно устройство для измерени 1вязкости, содержащее кварцевый вибратор, устройство управления и блок измерения частоты колебаний вибратора l .

Недостатки этого устройства ни кая точность из-за быстрого затухания в анализируемой среде возбуждаемых кварцевым вибратором волн и изменение параметров вибратора из-за взаимодействия со средой,

Известно также устройство для измерения вязкости, содержащее V -образный вибратор, электромагнит--возбуждения и электромагнит-датчик, регистрирующий фазовый сдвиг колебаний вибратора относительнотока в электромагните возбуждения 2 .

Недостатки данного устройства сложность и низкая точность измерений, связанные с изменением параметров йибратора в процессе измерений и сложностью точного определения сдвига фаз.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения вязкости, содержащее вибратор, размещенный в зазоре магнитопроводов возбуждающей и Приемной электромагнитных систем, На казкдом из которых размещена электрическая катушка, подключенная к генератору переменного напряжения, схему сравнения и вторичный прибор о Действие устройства заключается в измерении силы возбуждения вибратора при постоянной амплитуде колебаний з .

При этом вязкость находится по формуле

p(u

fi.

|ч - искомая вязкость ,кг/м с;

де р - плотность среды, кг/м; F - возбуждающая сила, Н; |-Ор - резонансная частота колебаний вибратора, с

2.

5

- площадь вибратора, м

е

- амплитуда колебаний вибратора, м;

С постоянная прибора, кг/ (м -) ,

Однако при многократном проведении измерений из-за налипания частиц измеряемой среды изменяется резонансная частот.а колебаний в-ибратор.а OJp- и его площадь , вследствие чего возникает большая погрешнос-ть измерения.

Цель изобретения повышение точности устройств/а для измерения, вязкости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения вязкости, содержащее вибратор, размещенный в зазоре магнитопроводов возбуждаюш/зй и приемной электромагнитных систем, на каждом из которых размещена электрическая катушка,подключенная к генератору переменного напряжения, схему сравнения и вторичный прибор, введены устройство управления, регулируемый резистор и размещенная на мггнитопроводе возбуждающей электромагнитной системы дополнительная электрическая катушка, выводы которой замкнута через регулируемый резистор, соединенный с выходом устройства управления.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вибратор 1, расположенный в зазоре магнитопроводов 2 и 3 соответственио возбуждающей и приемной электромагнитных систем с размещенными на них возбуждающей 4, приемной 5 и дополнительной 6 электрическими катушками, регулируемый резистор 7, подключенный к выводам дополнительной катушки б и связанный с выходом устройства 8 управления, генератор 9 переменного напряжения, соединенный с выводами возбуждающей электрической катушки 4, приемной электрической катушкой 5, вторичным прибором 10 и схемой 1.1 сравнения, Вибратор 1 погружен в анализируемую среду 12.

Устройство работает следующим образом.

Измерение производится в два такта, В первом такте согласно заданно программе устройство 8 управления устанавливает сопротивление регулируемого резистора 7 значительно болшим реактивного сопротивленин дополнительной электрической катушки 6, Напрялсение с генератора 9 переменного напряжения подается на возбуждающую катушку 4 и посредством возникающего в зазоре магнитопровода 2 возбуждающей электромагнитной системы магнитного поля возбуждает колебания вибратора. При этом в приемной электрической катушке 5 индуцируетс переменное напряжение, поступающее на вход генератора 9 переменного напряжения, и соединенный с нкл вход схемы 11 сравнения , которая сравнивает амплит-уду индуцированного напряжения с заранее заданным значением и, если последние не равны между собой, вырабатывает сигнал, изменяющ--й соответствующим образом коэфо;ициеыт передачи генератора 9 переменного напряжения, а следовательно, и ток в возбухшающей электрической катушке ,

Таким .образом, осу1г,ествляется п.оддержание з-аданного значения напржения -в -приемной электрической к.атушке 5 и амплитуды колебаний вибратора 1. Значение тока на выходе генератора 9 переменного напря5{{ения измеряется вторичным прибором 10. А искомая вязкость определяется при этом из формулы 3/1 г ,, Р - возбуждающая сила при токе в катушке 4, равном З и коэффициенте связи К, т.е. , - коэффициент градуировочной характеристики. Во время первого такта измерения дополнительная катушка 6 практическ не оказывает влияния на колебания вибратора 1 за счет большого сопротивления регулируемого резистора 7. Во втором такте устройство 8 управления уменьшает до заданного зна чения, например до нуля, сопротивле ние R регулируемого резистора 7. В этом случае напряжение, индуци руемое в катушке б, вызывает прохож дение тока в контуре, состоящем из катушки 6 и регулируемого резистора 7. В свою очередь ток, протекающий по дополнительной электрической ка-тушке б, обуславливает появление электромагнитного поля, увеличивающе го силу сопротивления колебаниям вибратора 1 и, соответственно, потери энергии колебаний на величину с зависящую при постоянной амплитуде колебаний только от параметров дополнительной электрической катушки б и сопротивления регулируемого резистора 7. При этом новое значение тока в возбуждающей электрической катушке 4 связано с вязкостью по фор муле ,и:)-с-с. (А) Значение вносимых потерь, приведенных к соответствующей размерност определяется заранее эксперименталь ным путем.

Вторичный прибор 10 регистрирует новое значение 3( тока в катушке 4 возбуждения и находит значение параметра р М по формуле

(5;

pf 37i;°- которая следует из совместного решения уравнений (3) и (4). Таким образом, введение дополнительных потерь известной величины позволяет получить показания устройства для измерения вязкости независимыми от значений частоты колебаний и площади вибратора 1, поскольку зна чения последних не входят в формулу (5), которая является градуировочным уравнением устройства для изме- рения вязкости. Физически это обусловлено тем, что коэффициент С, градуировочной характеристики (3) при каждом измерении рассчитывается заново по результатам двух тактов работы, что позволяет находить его истинное значение независимо от наличия на вибраторе 1 пленки анализируемого вещества. Применение предлагаемого устройства позволяет существенно повысить точность измерения физико-химических параметров среды. В программе, заложенной в устройство 8 управления, определяющей периодичность и закон изменения регулируемого резистора 7, может быть предусмотрена соответствующая зависимость последних от внешних влияющих факторов/ например, температуры. При этом,если программа такова, что колебания температуры, вызыванвдие изменение значения корня квадратного из произведения вязкости среды на ее плотность, обуславливают аналогичное изменение величины вносимых потерь, т.е. сопротивления регулируемого резистора 7, то обеспечивается термокомпенсация устройства для измерения вязкости. В результате использования изобретения повышается точность измерения вязкости исследуемого лака, что приводит к снижению расхода сырья на 0,8%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ, содержащее вибратор, размещенный в зазоре магнитопроводов возбуждающей и приемной электромагнитных систем, на каждом из которых размещена электрическая катушка,подключенная к генератору переменного напряжения, схему сравнения и вторичный прибор, стличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены устройство управления, регулируемый резистор и размещенная на магнитопроводе возбуждающей электромагнитной системы дополнительная электрическая катушка, выводы которой замкi нуты через регулируемый резистор, соединенный с выходом устройства (Л управления. 2