Вибрационный вискозиметр Советский патент 1988 года по МПК G01N11/16 

со

4;

ас

О5

Изобретение относится к вибрационным вискозиметрам и может быть использовано в химической, нефтехимической про- мын1ленности, в медицине и научных исследованиях для определения реологических характеристик жидкостей.

Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение обработки данных.

На чертеже изображена схема вибрационного вискозиметра.

Вибрационный вискозиметр состоит из основного 1 и дополнительного 2 датчиков, зеркал 3 и 4, источника 5 света светофильтра 6, фотодатчика 7, зонда 8, измерительной ячейки 9, генератора 10 колебаний, усилителя 11 мощности, компаратора 12 напряжений и регистрирующего прибора 13 в виде измерителя разности напряжений.

Элементы 3-7, 11 и 12 составляют систему, автоматической балансировки колебаний зонда и вибратора.

Устройство работает следующим образом. При включении источника 5 когерентного излучения датчики 1 и 2 с помощью координатных устройств (не показаны) устанавливаются таким образом, чтобы луч света последовательно отражался от зеркал 3 и 4 и через светофильтр 6 попадал в центр дифференциального фотодатчика 7 положения луча. При этом сигнал на входе усилителя 11 мощности отсутствует. К зонду 8 с помощью координатного устройства (не показано) подводится измерительная ячейка 9 с исследуемой жидкостью до тех пор, пока зонд не установится в измерительную позицию. На обмотку дополнительного 1 датчика, возбуждающего вибратор, подается сигнал от генератора 10 колебаний необходимой частоты и амплитуды (последние подбираются таким образом, чтобы получить необходимый режим деформации жидкости в измерительной ячейке). Смещение зеркала 3 дополнительного датчика приводит к перемещению луча по плоскости фотодатчика 7. При этом фото- датчик йырабатывает сигнал, пропорциональный смещению зеркала 3 дополнительного датчика 2 в данный момент времени. Сигнал с фотодатчика поступает на вход усилителя 11 и далее на вход основного датчика 1. Подвижная система датчика 2 и укрепленное на ней зеркало 4 отрабатывают перемещение, равное величине перемещения зеркала 3 дополнительного датчика 2. При этом луч света в каждый момент времени находится в центре фотодатчика 7, так как система охвачена отрицательной обратной связью по положению луча.

Согласно уравнению импедансов, полные импедансы Zi и Zz соответственно демпфированного и недемпфированного зондов равны Zi Zo+Z; , (1 )

где Zn - соответственный импеданс недемпфированного зонда;

Z - импеданс среды, так как колебательные скорости зонда и вибратора оди- наковы благодаря системе автоматической балансировке их колебаний.

Уравнения для комплексных амплитуд колебательной скорости Vi согласно (1) можно записать следующим образом: 5(Zo+Z),;(2)

(3)

(oj

Вычитая и поделив на V, получаем Z()4 (4) Если возбуждающие силы пропорциональ- 0 ны напряжениям возбуждения, то Z const- ли(5)

Следовательно, вибрационный вискозиметр позволяет измерить импеданс среды,

5 нагружающей зонд, и компенсирует собственный импеданс недемпфированного зонда. Благодаря этому повышается точность измерений, так как фиксируемый с помощью регистрирующего устройства сигнал пропорционален только потерям, вызванным

0 диссипацией энергии в зазоре измерительной ячейки.

Упрощается обработка результатов измерения, так как величина скорости деформирования образца задается, а фиксируется сигнал, пропорциональный вязкости

5 жидкости.

Формула изобретения

Вибрационный вискозиметр, .содержащий- 0 зонд с возбуждающим преобразователем, ген ератор колебаний, сосуд для исследуемой среды и измерители амплитуды и частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения обработки данных, он снабжен вторым, 5 идентичным зонду, вибратором с возбуждающим преобразователем и системой автоматической балансировки колебаний зонда и вибратора, состоящей из дифференциального фотодатчика, компаратора рассогласования и усилителя мощности, подключенного 0 своим входом к компаратору рассогласования, а выходом - к возбуждающему преобразователю вибратора, причем к возбуждающим преобразователям зонда и вибратора подключен измеритель разности напряжения.

Изобретение относится к вибрационным вискозиметрам. Для повышения точности измерения вязкости и упрошения обработки результатов вискозиметр снабжен идентичным основному, но не демпфированным средой датчиком. Следяш.ая система поддерживает одинаковые колебания основного и дополнительного датчиков. О вязкости жидкости судят по разности напряжений, которые необходимо подавать на входы основного и дополнительного датчиков. 1 ил.