Вискозиметр Советский патент 1987 года по МПК G01N11/08 

Изобретение относится к измерению вязкости жидких и газообразных сред и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения из снимаемого сигнала температурной составляющей и погрешности, связанной с колебаниями давления исследуемого вешества в трубопроводе.

На фиг. 1 схематически изображен вискозиметр; на фиг. 2 - блок памяти; на фиг. 3 - циклограмма работы вискозиметра.

Викозиметр содержит чувствительный элемент в виде сменного капилляра 1, соединенного с нижней частью измерительной камеры 2, размеш,енной в трубопроводе 3 подачи исследуемого вешества. На трубопроводе 3 подачи установлен измеритель 4 давления, в камере которого формируется давление воздуха, равное давлению исследуемого веш.ества, воспринимаемому мембраной 5. Измерительная схема содержит задаюш.ий генератор 6, выполненный, например, в виде трехмембранного реле. Генератор 6 задает период измерения вискозиметра. Выход задаюш,его генератора 6 через импульсатор 7, выполненный, например, в виде трехмембранного реле, подключен к реле 8 запуска генератора 9 изменяющегося давления, выполненного в виде повторителя со сдвигом, сопло которого через емкость 10 подключено к входу повторителя 11. Выход . повторителя 11 подключен к входу блока 12 памяти, управляющий вход которого подключен к выходу задающего генератора 6. Выход измерителя 4 давления подключен к управляющей камере генератора 9 и через сменное ламинарное сопротивле- ние 13, размещенное в трубопроводе 3 подачи, к сопловой камере генератора 9. К этой же камере через нормально открытое сопло коммутирующего реле 14 подключена верхняя часть измерительной камеры 2, которая, в свою очередь, через нормально закрытое сопло коммутирующего реле 14 подключена к магистрали давления питания. Пневмо- сопротивление 15 служит для организации питания измерителя 4 давления, а пневмо- сопротивление 16 - для организации питания повторителя 11.

Вискозиметр работает следующим образом.

При появлении нулевого импульса на выходе задающего генератора 6 коммутирующее реле 14 подключает к измерительной камере 2 сопловую камеру генератора 9, в которой формируется давление Рп Риз- -АР. Таким образом, на сменном капилляре 1 формируется перепад давления, не зависящий от колебаний давления исследуемого вещества в трубопроводе 3 подачи. Под действием этого перепада давления иссле

5

0 0

дуемое вещество начинает поступать из трубопровода 3 подачи в измерительную камеру 2 через сменный капилляр 1. При появлении импульса появляется сигнал на выходе импульсатора 7, по которому реле 8 запуска отсекает емкость 10 и вход повторителя 11 генератора изменяющегося давления от атмосферы, и на его выходе начинает нарастать давление Ргид. Скорость нарастания этого давления зависит от расхода воздуха через сменное ламинарное сопротивление 13 (этот расход остается постоянным при неизменной температуре исследуемого вещества за счет поддержания на сопротивлении 13 постоянного перепада давления) и расхода воздуха, вытекаемого из измерительной камеры 2 поступающим в нее через сменный капилляр 1 исследуемым веществом, так как при появлении расхода воздуха из измерительной камеры 2 генератор 9 сбрасывает его через свое сопло в ем- 0 кость 10 и на вход повторителя 11, стремясь удержать давление в сопловой камере на уровне, заданном величиной давления в управляющей камере. Таким образом,скорость нарастания давления Рейд, т. е. угол наклона выходной характеристики генератора изменяющегося давления, зависит от скорости поступления исследуемого вещества в измерительную камеру 2 и, в конечном счете, от вязкости исследуемого вещества.

Давление Ргид поступает на вход блока 12 памяти, который открывается в момент появления импульса . При появлении на выходе задающего генератора 6 импульса блок 12 памяти срабатывает, запоминает сформированную к этому моменту величину давления Ргид и пропускает ее на выход вискозиметра в виде давления Рвых. При появлении импульса коммутирующее реле 14 отсекает измерительную камеру 2 от генератора 9 и подключает ее к магистрали давления питания. Это давление начинает вытеснять исследуемое вещество из измерительной камеры 2 через сменный капилляр в трубопровод 3 подачи. Через определенное время после появления импульса , заданное настройкой импульсатора 7, на его выходе появляется сигнал , который переключает реле 8 запуска. При этом емкость 10 и вход повторителя 11 генератора изменяющегося давления подключаются к атмосфере, давление Ргид становится равным нулю, генератор изменяющегося давления готов к новому циклу измерения. Импульсатор 7 необходим для смещения во времени момента срыва работь генератора изменяющегося давления по отношению к моменту срабатывания блока 12 памяти.

5

0

55

При очередном появлении на входе задающего генератора 6 импульса начинается новый цикл измерения. К этому моменту измерительная камера 2 освобождена от исследуемого вещества. Таким образом, величина давления Ргнд формируется за время, прошедшее с момента запуска генератора изменяющегося давления и начала заполнения камеры 2 исследуемым веществом до момента ее запоминания блоком 12 памяти. Это время постоянно для всех циклов измерения, а так как угол наклона выходной характеристики генератора изменяющегося давления зависит от вязкости исследуемого вещества, то величина давления Ргид в момент запоминания тоже зависит от вязкости. При этом изменение величины давления Ргид в течение времени работы генератора изменяющегося давления не оказывает влияния на величину перепада давления на сменном капилляре 1.

При изменении температуры исследуемого вещества изменяется и его вязкость, а следовательно, его расход через сменный

исследуемого вещества, связанная с изменением его температуры.

Формула изобретения

Вискозиметр, содержащий трубопровод подачи исследуемого вещества, камеру для исследуемого вещества и связанный с ней трубопроводом подачи сменный капилляр,

10 задающий генератор и связанный с ним через реле запуска генератор изменяющегося давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения из снимаемого сигнала температурной составляющей и погрешности, связанной

с колебаниями давления исследуемого вещества в трубопроводе, вискозиметр дополнительно содержит коммутирующее реле, измеритель давления, сменное ламинарное сопротивление, помещенное в трубопровод

25

капилляр 1 и расход воздуха, поступающего 20 подачи, блок памяти и импульсатор, причем в генератор изменяющегося давления из измерительной камеры 2. Однако при изменении температуры исследуемого вещества проводимость сменного ламинарного сопротивления 13, помещенного в трубопровод 3 подачи, изменяется таким образом, что измерение расхода воздуха через него компенсирует изменение расхода воздуха, вытесняемого из камеры 2 поступающим в нее исследуемым веществом, и суммарный расход воздуха на входе в сопловую камеру генератора 9 не изменяется (при изменении температуры исследуемого вещества .расход воздуха из камеры 2 изменяется в одну сторону, а расход воздуха через ламинарное сопротивление 13 - в другую), т. е. угол

30

верхняя часть камеры для исследуемого вещества соединена с сопловыми камерами коммутирующего реле, к управляющему входу которого подключен выход задающего генератора, выход задающего генератора подключен к управляющему входу реле запуска генератора, изменяющегося давления через импульсатор, выход задающего генератора подключен к управляющему входу блока памяти, один вход генератора изменяющегося давления, управляющий величиной давления на втором входе генератора, соединенном с нормально открытым соплом коммутирующего реле, подключен к выходу измерителя давления, к которому через сменное ламинарное сопротивление подключен

наклона выходной характеристики генерато-.,, второй вход генератора изменяющегося давра изменяющегося давления остается по-ления, выход генератора изменяющегося

стоянным. Следовательно, постоянной оста-давления подключен к входу блока памяти,

ется величина давления Ргид в момент запо-нормально закрытое сопло коммутирующего

минания ее блоком 12 памяти. Так устра-реле подключено к магистрали давления

няется погрешность измерения вязкостипитания.

исследуемого вещества, связанная с изменением его температуры.

Формула изобретения

Вискозиметр, содержащий трубопровод подачи исследуемого вещества, камеру для исследуемого вещества и связанный с ней трубопроводом подачи сменный капилляр,

задающий генератор и связанный с ним через реле запуска генератор изменяющегося давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения из снимаемого сигнала температурной составляющей и погрешности, связанной

с колебаниями давления исследуемого вещества в трубопроводе, вискозиметр дополнительно содержит коммутирующее реле, измеритель давления, сменное ламинарное сопротивление, помещенное в трубопровод

подачи, блок памяти и импульсатор, причем

верхняя часть камеры для исследуемого вещества соединена с сопловыми камерами коммутирующего реле, к управляющему входу которого подключен выход задающего генератора, выход задающего генератора подключен к управляющему входу реле запуска генератора, изменяющегося давления через импульсатор, выход задающего генератора подключен к управляющему входу блока памяти, один вход генератора изменяющегося давления, управляющий величиной давления на втором входе генератора, соединенном с нормально открытым соплом коммутирующего реле, подключен к выходу измерителя давления, к которому через сменное ламинарное сопротивление подключен

Изобретение относится к технике измерения вязкости и позволяет повысить точность измерения вязкости жидких сред. Исследуемое вещество под действием организованного перепада давления на сменном капилляре поступает через него в измерительную камеру, вытесняя при этом находящийся в ней воздух, который подается в накопительную емкость генератора изменяющегося давления. Угол наклона выходной характеристики генератора изменяющегося давления зависит таким образом от расхода воздуха, вытесняемого из измерительной камеры, а значит и от вязкости исследуемого вещества. А так как для каждого цикла измерения время формирования выходного сигнала генератора изменяющегося давления одинаково и постоянно, то величина давления, полученного на выходе генератора в конечный момент его работы, непосредственно отражает вязкость исследуемого вещества. Для устранения температурной погрешности измерения в накопительную емкость генератора помимо воздуха, вытесняемого из измерительной камеры, подается воздух через сменное ламинарное сопротивление, помещенное в измерительную среду. При изменении температуры исследуемого вещества расход воздуха через сменное ламинарное сопротивление меняется таким образом, что компенсирует изменение расхода воздуха, вытесняемого из измерительной камеры. 3 ил. (Л Ю 00 ел СО ел гч:)

Фиг.1

Р2ид

Рв

WX

F.J

Редактор А. Сабо Заказ 7589/45

Составитель В. Воиханкин

Техред И. ВересКорректор А. Обручар

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4