Устройство для измерения вязкости Советский патент 1988 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к измерителной технике, в частности к устройствам для измерения вязкости жидких сред, и может найти применение в системах автомат тческого контроля и управления различными технологическими процессами.

Цепь изобретения - повышение надежности устройства путем исключения контакта с контролируемой средой. .

На фиг. 1 схематически изображено устройство для измерения вязкости; н фиг. 2 - двухобкладочный односторонний емкостной преобразователь с нера номерным электростатическим полем.

Устройство для измерения вязкости состоит из сопла 1, вход которого соединен с выходом задатчика 2 давления и манометром 3. На трубке соп- ла 1 размещен чувствительньй элемент 4. Чувствительный элемент 4 выполнен из металлического стакана 5, внутрь которого помещены диэлектрическая шайба 6 и двухобкладочный од- носторонний емкостной преобразователь 7. Обкладка 8 емкостного преобразователя 7 соединена со стаканом 5 и заземлена. Обкладка 9 соединена с входом 10 измерительной схемы 11. Вход 10 подключен через емкость 12 к потенциальному выходу генератора 13 высокой частоты (ВЧ) и через детектор 14, фильтр 15 низких частот, усилитель-ограничитель 16 и формирователь 17 импульсов присоединен к выходу измерительной схемы 11. К выходу 18 подключен частотометр 19. Контролируемая жидкость 20 находится в сосуде (не показан) . На поверхности жидкости от действия струи образуетс углубление 21.

Устройство для измерения вязкости работает следующим образом.

Струя газа выходит из сопла 1 и набегает на поверхность жидкости

20,образуя на последней углубление

21.Поверхность жидкости в месте контакта со струей совершает автоколебания, частота которых является функцией вязкости контролируемой жидкости. Колебания поверхности жидкости в месте контакта с. газовой струей сопровождаются изменением формы углубления.

Чувствительный элемент 4, воспринимающий изменение формы углубления, представляет собой емкостной преобразователь, состоящий из металличес

Q

5

о 5 Q ..

5

0

кого стакана 5, внутрь которого помещена диэлектрическая шайба 6, изолирующая его от двухобкладочного емкостного преобразователя с неравномерным электростатическим полем между обкладками 8 и 9. Обкладка 8, соединенная со стаканом 5, находится под низким потенциалом, а обкладка 9 - под высоким потенциалом, за счет соединения через разделительную емкость 12 с выходом 10 генератора ВЧ 13. .

Расположение обкладок 8 и 9 выбрано так, что силовые линии электростатического поля, образованного между ними, начинаются на одной обкладке, захватывают колеблющееся углубление и заканчиваются на другой обкладке. Причем из-за того, что расстояние между обкладками уменьшается к центру преобразователя, поле концентрируется в области колеблющегося углубления.

Изменение формы углубления приводит к изменению емкости между обкладками 8 и 9. Изменение емкости происходит с частотой автоколебаний поверхности жидкости. Преобразователь включается в плечо емкостного делителя, образованного собственной емкостью преобразователя и емкостью 12. ВЧ- напряжение, модулированное по амплитуде по закону изменения емкости преобразователя с частотой автоколебаний жидкости детектируется детектором 14- и поступает на фильтр 15 низких частот, на выходе которого выделяется огибающая ВЧ-напряжения.

Далее низкочастотные колебания поступают на усилитель-ограничитель 16 и формирователь 17 импульсов, где формируются прямоугольные видеосигналы с частотой, равной частоте автоколебаний жидкости. Частота прямоугольных видеоимпульсов измеряется частотомером 19. Давление на входесопла 1 устанавливается задатчиком 2 и контролируется манометром 3.

Так как в предложенном устройстве отсутствует контакт чувствительного элемента с контролируемой средой, то исключается возможность возникновения пленки и налипание анализируемого продукта, при этом повышается пожаро- и взрывобезопасность и надежность прибора.

Формула изобретения

Устройство для измерения вязкости, содержащее струйную трубку, расположенную над поверхностью контролируемой жидкости, измеритель частоты колебаний, в центре торца которого установлена струйная трубка, генератор и измерительную схему, состоящую из последовательно соединенных детектора, фильтра низких частот, формирователя импульсов и частотомера, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности устройства

путем исключения контакта с контролируемой средой, измеритель частоты колебаний вьтолнен в виде двухобкпа- дочного одностороннего емкостного преобразователя, внутренняя обкладка которого заземлена, а внешняя подключена через разделительную емкость к потенциальному вькоду генератора и к входу детектора, причем обкладки одностороннего емкостного преобразователя расположены одна относительно другой с зазором, уменьшаюпщмся к центру.

Изобретение предназначено для измерения вязкости жидких сред. Для повышения надежности и точности измерений исключается контакт чувствительного элемента с измеряемой средой. В устройстве для измерения вязкости, содержащем струйную трубку, расположенную над поверхностью контролируемой жидкости, измеритель частоты колебаний, в центре торца которого установлена струйная трубка, генератор и измерительную схему, состоящую из детектора, фильтра низких частот, формирователя импульсов и частотомера, измеритель частоты колебаний выполнен в виде двухобкладочного одностороннего преобразователя с неравномерным электростатическим полем, силовые линии которого начинаются на одной обкладке, захватывают след (углубле- .ние) в жидкости, образованный газовой струей, и заканчиваются на другой обкладке. Внутренняя обкладка преобразователя заземлена, а внешняя подключена через разделительную емкость к потенциальному выходу ВЧ-генератора и к входу детектора, причем обкладки одностороннего преобразователя расположены относительно друг друга с зазором, уменьшающимся к центру, дающим сконцентрированное в области углубления поле. 2 ил. (Л . &д о 00

Citta/rniiu газ

fФиг.1

Фиг.2