Устройство для измерения вязкости Советский патент 1986 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пневматическим бесконтактным устройствам для измерения вязкости жидких сред, и может быть широко применено в различных отраслях промьшшенности.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений вязкости.

На чертеже изображена схема пневматического устройства для измерения вязкости.

Устройство содержит трубки 1 и 2 сопл питания струйных элементов, расположенных соосно с приемными соплами 3 и 4 соответственно. Приемкее сопло 3 соединено с входом 5 первого струйного моностабильнсго усилителя 6, приемное сопло 4 подключено к входу 7 второго струйного моностабильного усилителя 8. Выходной канал 9 усилителя 6 подключен к входному каналу 10 струйного триггера 11 с раздельными входами. Выходной канал 12 усилителя 8 подключен к входному каналу 13 триггера 11. Выходной ка- уал 14 триггера 11 присоединен к кла- пану 15 и к входу 16 преобразователя 17. Выходной канал 18 триггера 11 присоединен к клапану 19 и к входу 20 преобразователя 17, выход кото-30 пан 19, включает его, соединяя вы- рого подключен к входу частотомера 21 . ход регулятора 35 расхода газа с

Вход 22 триггера 11 подключен к выходу 23 струйного элемента 24 памяти, вход 25 которого присоединен к выходу 12 струйного моностабильного усилителя 8, а вход 26 посредством- цепи положительной обратной связи соединен с выходом 27. На вход 28 элемента памяти 24 подано давление питания. В канал 29 .элемента памяти подключен выход пневмокнопки 30.

В каналы 31, 32 и 33, соответственно, триггера 11 и моностабильных усилителей 6 и В подано давление питания,

К входам клапанов 15 и 19 подключены выходы регуляторов расхода газа 34 и 35, соответственно. Выходы клапанов 15 и 19 подключены на вход сопла 36, ось которого размещена в цент- 50 определяется в основном вязкостью

ральной плоскости, перпендикулярной осям струйных элементов.

Принцип действия пневматического устройства для измерения вязкости жидкости заключается в следующем.

На вход сопл 1 и 2 подано давление питания, которое также подключено к каналам 28j 31, 32, 33 соответ- 2607472

ствующих элементов. Струи газа, вь;хо- дящие из сопл 1 и 2, поступают на входы приемных сопл 3 и 4, откуда направляются во входные каналы 5 и 7

5 струйных моностабильных усилителей 6 и 8.

Струи газа, вытекающие из каналов 5 и 7, отклоняют струи питания от приемных каналов 9 и 12 и на входах

10 10 и 13 струйного триггера 11 с раздельными входами будут сигналы нулевого уровня.

При поступлении на входы триггера сигналов нулевого уровня питающая

)5 струя, выходящая из канала 31, может поступить в один из входных каналов 14 и 18. Для исключения такой неопределенности в схему устройства включен струйный элемент 24 памяти. Нуле-20 вой сигнал с выхода усилителя 8 поступает на вход 25 элемента 24 памяти, струя питания из канала 28 поступает в приемный канал 23, откуда она проходит в канал 22 триггера 11. Под

25 действием струи, выходящей из канала 22, струя питания триггера отклоняется в канал 18.

Сигнал единичного уровня с выхода 18 триггера 11 поступает на клавходом сопла 36. Струя газа с расходом G, вытекает из сопла 36 и набегает на поверхность контролируемой

среды. Струя газа взаимодействует с поверхностью жидкости, деформирует ее, образуя углубление. Двигаясь вдоль образованного углубления на поверхности жидкости, струя приобретает криволинейное движение и выходит из углубления под некоторым - углом.

В силу высокой вязкости анализируемой жидкой среды автоколебания

в системе струя газа - жидкость не возникают. Процесс перехода поверхности жидкости из одного устойчивого состояния в другое происходит в течение времени, значение которого

55

жидкости и силой, с которой действует на поверхность жидкости струя газа.

С ростом углубления изменяется угол Gi выхода струи газа из углубления . В некоторый момент времени выходящая из углубления струя газа пересекает ось первого струйного

3

элемента (питающее сопло 2 - приемное сопло 4). Струя питания из кана лг. 33 моностабилъного усилителя 8 г оступает в приемный канал 12, откуда она проходит в канал 13 триггера 11. Под действием струи, выходящей из канала 13, струя питания триггер отклоняется в канал 18,

Пуск системы осуществляется нажатием кнопки 30. После этого на вхо- де в канале 22 триггера 11 будет синал единичного уровня. При некоторо положении отраженной струи, последняя пересекает ось струи газа, выходящей из сопла 2. На вход в канал 13 триггера 11 поступает единичный сигнал, который однов ременно с этим поступает в канал 25 элемента памяти 24. Состояние триггера 11 при этом не меняется. Струей газа, выхо дящей из канала 25, отклоняется питающая струя в элементе памяти, ко- торая при этом поступает в выходной канал 27, откуда по цепи положительной обратной связи поступает во входной канал 26. Происходит запоминание состояния элемента памяти с сигналом нулевого уровня на выходе.

Элемент питания включен для исключения неопределенности в работе триггера в начальный момент времени когда его входные сигналы равны нулю.

Под действием силы, с которой газовая струя действует на поверх- ность контролируемой жидкости, углубление на поверхности растет и в некоторый момент времени выходящая из углубления струя пересечет ось струйного элемента (питающее соп- ло 1 - приемное сопло 3). На входе 5 моностабильного усилителя 6 будет сигнал нулевого уровня. Питающая струя из канала 32 поступает в приемный канал 9 откуда подается на вхо 10 триггера 11 с раздельными входами Выходящая из канала 10 струя взаимодействует со струей питания и отклоняет ее. Состояние триггера изменяется. При этом на его выходе 14 бу- дет сигнал единичного уровня, а на выходе 18 - нулевого.

Под действием указанных сигналов клапан 15 открывается, клапан 19 - закрывается. На вход сопла 36 подает ся газ с расходом G, причем Gj«:G, . Струя вытекает из сопла 36 с меньшей скоростью, оказывая при этом

меньшее силовое воздействие на жидкость.

При выборе расходов G и G необходимо значение G, устанавливать таким образом, чтобы в установившемся (статическом) состоянии, выходящая углубления струя, проходила левее струйного элемента.

Значение Gj устанавливают таким, чтобы выходящая из углубления струя газа проходила правее струйного элемента .

Под действием газовой струи с меньшим расходом жидкость в месте контакта будет стремиться занять новое устойчивое состояние за счет изменения формы углубления.(Время, в течение которого будет происходить изменение формы углубления, зависит от расхода газа в струе и вязкости жидкости. Сигналы с выходов 18 и 14 триггера 11 с раздельными входами поступают, соответственно, н а входы 20 и 16 преобразователя 17. Преобразователь 17 осуществляет преобразование входных сигналов и формирует импульсы. Импульсы с выхода преобразователя 17 поступают на вход частотомера 21.

Вьшол.нение устройства из элементов струйной техники существенно по- вьшает надежность конструкции.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения вязкости, содержащее сопло, располагаемое во время измерений над поверхностью исследуемой жидкости, чувствительный элемент и преобразователь, к йыходу которого подключен частотомер отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, оно дополнительно содержит два регулятора расхода, два клапана и блок управления, при этом входы-клапанов присоединены к соответствующим регуляторам расхода газа, а выходы соединены вместе и подключены к соплу, управляющие входы клапанов подключены к соответствующим выходам блока управления и входам преобразователя, входы блока управления соединены с чувствительньм элементом.

2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок управления выполнен в виде двух моностабильных струйных усилителей, струйного триггера с раздельными входами, струйного элемента памяти и пневмо- кнопки, при этом выходы чувствительного элемента подключены к входам соответствующих моностабильных струйных усилителей, соединенных своими вьрсодами с входами струйного триггера с раздельными входами, выход одного моностабильного усилителя присоединен к одному из входов элемента памяти, другой вход которого соединен с пневмокнопкой, а выход элемента памяти соединен с одним из входов три1гера с раздельными входами, выхо

ды которого являются выходами блока управления.

3. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что чувствительный элемент вьшолнен из двух струйных элементов в виде соосно расположенных сопл питания и приемных сопл, размещенных параллельно над поверхностью жидкости в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения сопла, причем выходы приемных Сопл подключены к соответствующим входам блока управления.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение диапазона измерений. Для этого в известное устройство, имеющее чувствительный элемент, преобразователь и частотомер, дополнительно включены два регулятора расхода газа, два клапана и блок управления. Входы клапанов подсоединены к соответствующим регуляторам расхода газа, а выходы соединены вместе и подключены к соплу. В данном устройстве управляющие входы клапанов подключены к выходам блока управления и входам преЪбразо- вателя, входы блока управления соединены с чувствительным элементом. Bnojc управления состоит из двух, моностабильных усилителей, струйного триггера с раздельными входами, струйного элемента памяти и пневмо- кнопки. Чувствительный элемент выполнен из двух струйных элементов в виде COOCHO расположенных сопл питания и приемных сопл. 2 з.п. ф-лы 1 ил. 2 б (Л

.J

.«сй.

v г

Составитель В.Крутин Редактор М.Товтин Техред Л.Олейник Корректор Е.Сирохман

Заказ 5218/39 Тираж 778 - Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4