Вискозиметр Советский патент 1987 года по МПК G01N11/06 

1

Изобретение относится к измерени вязкости жидких и газообразных сред и может быть использовано в химической и нефтехимической промьштенност Цель изобретения - повышение точности измерения вязкости. 1

На фиг, 1 представлена схема вискозиметра; на фиг.2 - блек управления, пример выполнения.

Вискозиметр содержит трубопровод 1 подачи, в котором находятся измерительные камеры 2 и 3 для исследуемого вещества, соединенные с трубопроводом 1 подачи сменными капиллярами 4 и 5, Измерительные камеры 2 и 3 и задающий генератор 6 соединен с блоком 7 управления. Выход блока управления подключен к входной камере повторителя 8 со сдвигом. Трубопровод 1 подачи содержит измеритель

9давления, выход которого подключе к следящим камерам повторителей 8 и

10со сдвигом и через регулируемые пневмосопротивления 1 и 12 к входным камерам повторителей 8 и 10 со сдвигом. Сопло повторителя В со сдвгом соединено с положительным входо пневмосумматора 13 и через регулируемое пневмосопротивление 14 - с атмосферой. Сопло повторителя 10 со сдвигом соединено с отрицательным входом пневмосумматора 13 и через регулируемое пневмосопротивление 15

с атмосферой. Регулируемое пневмосопротивление 15 помещено в трубопрвод I подачи.

Блок управления устроен следующим образом.

Выход задающего генератора 6 подключен через регулируемые пневмосопротивления 16-18 к управляющим камрам реле 19-21, а также к нормально закрытому соплу реле 20 и камере номально открытого сопла реле 21. Нормально закрытое сопло реле 19 соединено с магистралью питания Камера нормально открытого сопла реле 20 соединена с атмосферой. Камера нормально закрытого сопла и нормально открытое сопло реле 21 соединены с управляющей камерой реле 22„ Нормално закрытое сопло соединено с магистралью питания. Камеры нормано закрытого и нормально открытого сопел реле 22 соединены с цепью давления Р , камеры нормально открытого и нормально закрытого сопла реле 23 - с цепью давления Р, Нормально

5

5

открытое сопло реле 22 соединено с магистралью питания. Нормально закрытое сопло реле 22 соединено с нормально закрытым соплом реле 24 и нормально открытым соплом реле 25,

Управляющая камера реле 23 соединена с нормально открытым соплом и камерой нормально закрытого сопла реле 20, Нормально закрытое сопло реле 23 соединено с магистралью питания, нормально открытое сопло реле 23 - с нормально открытым соплом реле 24 и нормально закрытым соплом реле 25, Управляющая камера реле 24 соединена с нормально открытым соплом, камерой нормально закрытого сопла реле 19 и управляющей камерой реле 25, Камеры нормально открытого сопла и нормально закрытого сопла ре- 0 ле 24 соединены с цепью давления Р. . Камеры нормального открытого и нормально закрытого сопел реле 25 соединены с входной камерой повторителя 26 со сдвигом. Входная камера повторителя 26 со сдвигом соединена через постоянное пневмосопротивление 27 с магистралью питания. Следящая камера повторителя 26 со сдвигом соединена с цепью давления Р - ЛР, Сопло повторителя 26 со сдвигом соединено с атмосферой.

0

Вискозиметр работает следующим образом.

При появлении переднего фронта положительного сигнала на выходе задающего генератора 6 блок 7 управления подключает измерительную камеру 2 к следящей камере повторителя 8 со сдвигом. Одновременно блок 7 управления соединяет измерительную камеру 3 с магистралью питания и исследуемое вещество вытесняется из измерительной камеры 3 через сменный капилляр 5 в трубопровод 1 подачи, Б следящей камере повторителя 8 со сдвигом формидавление

р

4

р

из

лР за счет

расхода воздуха, поступающего в следящую камеру повторителя 8 со сдвигом через регулируемое пневмосопротивление 11 с датчика 9 давления. Этот расход постоянный за счет поддержания на регулируемом пневмосопротивлении 11 постоянного перепада давления дР,

Величина дР задается натягом пружины повторителя 8 со сдвигом. Таким образом, на сменном капилляре 4 поддерживается отрицательный относительно давления исследуемого вещества пе3131

репад давления, не зависящий от колебаний давления исследуемого вещества в трубопроводе 1 подачи. За счет этого перепада исследуемое вещество начинает поступать в измерительную.камеру 2 через сменный кап илляр 4, При этом воздух из измерительной камеры 2 вытесняется через блок 7 управления в следящую камеру повторителя 8 со сдвигом. Этот воздух, как избыточный, через сопло повторителя 8 со сдвигом и регулируемое пневмосопро- тивление 14 сбрасывается в атмосферу, Величина давления, формирующаяся между соплом повторителя 8 со Сдвигом и пневмосопротивлением 14, подается на положительньш вход пневмосумматора 13 и представляет собой сигнал, зависящий от расхода воздуха, вытесняемого из измерительной камеры 2, т.е. от вязкости исследуемого вещества. 1

При изменении давления исследуемого вещества в трубопроводе 1 подачи изменяется давление Р , следовательно, меняется величина давления в следящей камере пневмоповторителя 8 со сдвигом и величина давления перед пневмосопротивлением 14. Так как выходной сигнал датчика 9 давления подается также на повторитель 10 со сдвигом, то величина давления в его следящей камере, а также перед регулируемым пневмосопротивлением 15 изменяется на такую же величину, как и перед регулируемым пневмосопротивлением 14 и, следовательно, разница давлений перед регулируемыми пневмо- сопротивлениями 14 и 15 постоянна, в результате чего на выходе пневмосумматора 13 формируется сигнал, зависящий только от расхода воздуха, вытесняемого из измерительной камеры 2 и, следовательно, от вязкости исследуемого вещества, но не зависящий от давления в трубопроводе 1 подачи.- - При появлении заднего фронта поло жительного сигнала Р на выходе задающего генератора 6 блок 7 управления подключает измерительную камеру 2 к магистрали питания, вследствие чего исследуемое вещество начинает вытесняться из измерительной камеры 2 через капилляр 4 в трубопровод 1 подачи, одновременно подклю чает измерительную камеру 3 к следящей камере повторителя 8 со сдвигом, после чего работа вискозиметра проте кает аналогично описанному выше. На

8704

стройкой натяга пружин повторителей 8 и 10 со сдвигом достигаются одинаковые перепады давления на регулируемых пневмосопротивлениях 11 и 12 5 и на сменных капиллярах 4 и 5. Настройкой регулируемых пневмосопротив- лений 11, 12, 14 и 15 достигаются необходимые величины давлений Р и Pj . При повьтении температуры вязкость

to исследуемого вещества уменьшается,

что приводит к увеличению расхода вытесняемого из измерительной камеры воздуха, а следовательно, повышению давления перед регулируемым пневмо- 15 сопротивлением 14. Но одновременно проводимость регулируемого пневмосо- противления 15, находящегося в трубопроводе подачи 1, уменьшается, что приводит к повышению перед ним дав- 20 ления таким образом, что на выходе пневмосумматора 13 давление остается неизменным. Так реализуется температурная коррекция выходного сигнала вискозиметра. 25

Блок управления задает периодичность поочередного подключения измерительных камер 2 и 3 к следящей камере повторителя 8 со сдвигом для из- 30 мерения расхода вытесняемого из подключенной камеры воздуха и к магистрали питания для вытеснения из заполненной камеры исследуемого вещества в трубопровод 1 подачи. При этом под г конец заполнения исследуемым веществом измерительной камеры, подключенной в данный момент к следящей камере повторителя 8 со сдвигом, вторая опорожненная камера подключается к по- , 40 вторителю 26 со сдвигом, при помощи которого на сменном капилляре этой камеры создается перепад давления, равный по величине создаваемому повторителем 8 со сдвигом. Через некото- 45 рое время, определяемое настройкой блока управления следящая камера повторителя со сдвигом 8 отключается от заполненной измерительной камеры и подключается ко второй камере, в ко50 торую уже поступает исследуемое ве-, щество под действием перепада давления, созданного повторителем со сдвигом 26, и прекратились все переходные процессы, связанные с формированием

55 перепада давлений на сменном капилляре. Это позволяет избежать бросков выходного сигнала вискозиметра в момент переключения измерительных камер 2 и 3.

Блок управления работает следующим образом.

При появлении переднего фронта положительного сигнала . задающего генератора 6 в цепи давления Р ера- батывает реле 22 от сигнала, проходящего через нормально открытое сопло реле 21 При этом реле 22 отключает цепь давления Р., от ма1 истрали питания и подключает ее к нормально 10 закрытому соплу реле 24 и нормально открытому соплу реле 25, в результате чего сигнал от повторителя 26 со сдвигом, равный сигналу Р - ЛР поступает в цепь давления . Величина 15 ЛР настраивается натягом пружины повторителя 26 со сдвигом. При этом цепь давления 7 остается подключенной к цепи давления РЗ через нормаль- но открытое сопло реле 23 и нормаль- 20 ное открытое сопло реле 24. Переменные пневмосопротивления 16-18 настраиваются таким образом, чтобы реле 19-21 срабатывали одновременно

Спустя некоторое время после по- 25 явления переднего фронта положительного сигнала в цепи давления Р , определяемое настройкой пневмосопротив- лений , срабатывают реле 19-21,, При этом реле 21 подключает магист- 30 раль питания к управляющей камере реле 22, удерживая его в открытом состоянии Реле 20 подключает цепь авления Р к управляющей камере реле 21, при этом реле 23 срабаты- 35 вает и подключает цепь давления Р., к магистрали питания, одновременно отключает цепь давления Pj от цепи авления Р Реле 19, срабатывая, подключает магистраль питания к уп- 40 равляющим камерам реле 24 и 25. При этом реле 24 и 25 срабатывает,, Реле 24 подключает цепь давления Р через цепь давления Р к цепи давления Р , еле 25 переключает цепь давления 45 с цепи давления Р на цепь давения P,j . Вытесняемый из измерительной камеры воздух проходит с цепи давления Р на цепь давления Pj .

. При появлении заднего фронта- по- .ложительного сигнала от задающего генератора 6 в цепи давления давление в управляющей камере реле 23 стравливается через открытое сопло реле 20 и реле 23 закрывается. При этом цепь давления Р, подключается через цепь давления Р к цепи давления Рц,, . Спустя время, определяемое

10 15 0

5 0 5 0 5

0

5

настройкой регулируемых пневмосопро- тивлений 16-18, реле 19-21 выключаются , В результате выключается реле 22, подключая цепь давления Р к магистрали питания Реле 24 подключает цепь давления Р к цепи давления PJ , а реле 25 переключает цепь давления Р - лР с цепи давления Р на цепь давления Р. Далее блок управления работает аналогично описанному вьпле.

Переменные пневмосопротивления 16-18 служат для настройки времени запаздывания срабатывания и отключения реле 19-21, а также одновременности их срабатывания и отключения. Благодаря запаздыванию срабатывания реле 19-21 измерительная камера, которая была подключена к магистрали питания, соединяется с цепью давления , вследствие чего измерительная камера начинает заполняться исследуемым веществом, а вытесняемый из нее воздух стравливается через сопло повторителя 26 со сдвигом в атмосферу до того, как произойдет переключение измерительных камер 2 и 3 Следовательно, устраняется бросок выходного сигнала вискозиметра.

Применение двух поочередно работающих измерительных камер и принципа измерения расхода вытесняемого воздуха позволяет несмотря на периодический характер работы вискозиметра получить непрерывный выходной сиг- кап, отражающий значение вязкости исследуемого вещества в данный момент времени I

Устройство повышает точность и

чувствительность измерений вязкости, позволяет автоматизировать технологический процесс, что дает значительный экономический эффект.

Формула изобретения

1, Вискозиметр, содержащий трубопровод подачи исследуемого вещества, камеру для исследуемого вещества, соединенный с ней и с трубопроводом подачи сменный капилляр, систему измерения расхода исследуемого вещества через сменыьш капилляр с задающим генератором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он дополнительно снабжен второй изамерительной камерой для исследуемого вещества, через дополнительный сменный капилляр соединенной

.. 713

с трубопроводом подачи, блоком управления, первый вход которого соединен с выходом задающего генератора, а также пневмосумматором и измерителем давления, причем система измерения расхода исследуемого вещества через сменный капилляр выполнена в виде повторителя со сдвигом, дополнительно- го повторителя со сдвигом, следящие : камеры которых через регулируемые пневмосопротивления и входные камеры повторителей со сдвигом соединены с выходом измерителя давления, расположенного на трубопроводе подачи, выход измерителя давления, в свою очередь, соединен с вторым входом блока управления, верхние части измерительных камер соединены соответственно с треРедактор П.Гереши

Заказ 2354/46Тираж 776Подписное

ВНИИГШ 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

58708

тьими и четвертыми входами блока управления, а его выход соединен со следящей камерой повторителя со сдвигом, сопло которого соединено с по5 ложительным вхрдом пневмосумматора и через регулируемое пневмосопротив- ление - с атмосферой, сопло дополнительного повторителя со сдвигом соединено с отрицательным входом пневмосумматора и через регулируемое пневмосопротивление - с атмосферой.

10

2, Вискозиметр по п,1, о т л и - чающийся тем, что регулируемое пневмосопротивление, соединяющее сопло дополнительного повторителя со сдвигом с атмосферой, помещено внутри трубопровода подачи.

Составитель В.Вощанкин

Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Изобретение относится к капиллярным вискозиметрам и позволяет повысить точность измерения вязкости жиц.ки х. сред. Вискозиметр содержит две измерительные камеры 2 и 3, каждая из которых через свой сменный капилляр 4 или 5 соединена с трубопроводом; 1 подачи. По сигналу задающего генератора 6 блок 7 управления подключает поочередно эти камеры или к магистрали питания (для опорожнения заполненной камеры), или к повторителю 8 со сдвигом, который по измеренной величине давления в трубопроводе 1 подачи исследуемого вещества формирует на сменном капилляре подключеной камеры постоянный перепад давления. При этом поступающее в измерительную камеру исследуемое вещество под действием этого перепада давления вытесняет из нее воздух, который сбрасывается повторителем 8 со.сдвигом через свое сопло и регулируемое пневмо- сопротйвление 14, включенное после сопла, в атмосферу. При этом перед регулируемым пневмосопротивлением 14 формируется давление, величина которого зависит от расхода воздуха из измерительной камеры и, следовательно, от вязкости исследуемого вещества. Для устранения влияния температуры исследуемого вещества на точность измерения предусмотрен дополнительный повторитель 10 со сдвигом, сопло которого соединено с атмосферой через дополнительное регулируемое пневмо- сопротивление 15, помещенное в трубопровод 1 подачи, являющееся термочувствительным элементом. Сигнал, полученный перед ним, вычитается из сигнала, отражающего вязкость исследуемого вещества. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, ; i (Л 00 ел