Устройство для определения физико-химических параметров жидкости Советский патент 1990 года по МПК G01N11/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вязкости и плотности контролируемой жидкости.

Целью изобретения является повыше- точности измерения.

На чертеже представлена структурная рхема предлагаемого устройства.

Устройство содержит шарик 1, являющийся зондом, воспринимающим выталкивающую силу и силу сопротивления вязкой исследуемой жидкости, противовес 2, уменьшающий скорость погружения шарика 1, блок 3, через который перекинут трос 4, на котором крепятся шарик 1 и противовес 2, дополнительный груз 5, обеспечивающий всплытие шарика 1, регистратор 6 времени перемещения, измеряющий времена прохождения шариков 1 заданных расстояний и выдающий кодированный сигнал

кода метки в одиночный импульс на собственную группу выходов и выход при обнаружении прохождения очередной метки. Кроме того, устройство содержит силовое реле 7. притягивающее подпружиненный рычаг 8 во включенном состоянии, подпружиненный рычаг 8, поднимающий дополнительный груз 5 на время погружения шарика

I,вертикальные направляющие 9, по которым перемещается дополнительный груз 5, выключатели 10, ограничивающие траекторию движения шарика 1, управляющее реле

II,совместно с выключателями 10 управляющее возвратно-поступательным движением шарика 1, реле 12 времени, обеспечивающее требуемую временную задержку при подаче напряжения на силовое реле 7, генератор 13, выдающий прямоугольные импульсы стабильной частоты, счетчик 14, суммирующий подаваемые на

счетный вход импульсы, триггер 15, управляющий работой выходных элементов, элемент 16 эадержки, задерживающий обнуление счетчика 14 на время срабатывания выходных элементов, элемент И 17, пропускающий одиночный импульс при необходимости останова шарика 1, одновиб- ратор 18, задающий время работы электромагнитного тормоза 19, электромагнитный тормоз 19, останавливающий при срабатывании шарик 1, с})0рмирователь 20, выдающий одиночный импульс заданной формы при поступлении импульса на собственный вход.

Элементы устройства взаимодействуют между собой следующим образом. Через блок 3 перекинут трос 4, на концах которого закреплены шарик 1 и противовес 2. Нанесенные на блок 3 через заданные расстояния метки .(например магнитные) воздействуют на чувствительный элемент регистратора 6 времени перемещения, группа выходов и выход которого соединены с группой выходов и выходом устройства соответственно. Кроме того, выход регист- ратора 6 времени перемещения соединен с входом формирователя 20, выход которого подключен к первому входу элемента И 17 и входу элемента 16 задержки. Выход элемента 16 задержки соединен с обнуляющим входом счетчика 14 и установочным входом триггера 15. Счетный вход счетчика 4 соединен с выходом генератора 13, а его выход подключен к обнуляющему входу триггера 15, выход которого подключен к второму входу элемента И 17. Вход одновибратора 18 соединен с выходом элемента И 17, а его выход подключен к электромагнитному тормозу 19, который при срабатывании затормаживает блок 3. Дополнительный груз 5 совершает возвратно-поступательное движение в вертикальных направляющих 9, причем вниз под действием собственного веса, а вверх - под действием кинематически связанного с ним подпружиненного рычага 8 из магнитного материала. Подпружиненный 8 совершает движение в одном направлении под воздействием собственной пружины, а в противоположном - под воздействием магнитного поля сработавшего .силового реле 7. Выключатели 10 установлены в конечных точках траектории движения дополнительного груза 5, а их контакты включены в цепи питания управляющего реле 11, реле 12 времени и силового реле 7.

Через контакты верхнего (первого) вы- ключateля 10 подается питающее напряжение на входы всех других контактов, через которые оно подается на обмотки всех реле. На обмотку управляющего реле 11 напряжение подается через контакт второго (нижнего) выключателя 10. Ня обмотку реле 12 времени напряжение подается через контакт управляющего реле 11 и через собственный контакт самоблокировки, На обмотку силового реле 7 напряжение подается через контакт реле 12 времени.

Устройство работает следующим образом.

Измерение осуществляется в процессе возвратно-поступательного движения шарика 1 в жидкости, параметры которой измеряются. Погружение шарика 1 происходит под действием собственного веса в то время, когда при срабатывании силового реле 7 под воздействием подпружиненного рычага В дополнительный груз 5 снят с противовеса 2 и поднят в верхнее положение. Скорость погружения шарика 1 снижается противовесом 2. При достижении шариком нижней точки траектории, которая предопределяется моментом касания противовесом 2 дополнительного груза 5. В этом состоянии он остается до момента выключения реле 12 времени. После этого снимается напряжение с силового реле 7, опускается подпружиненный рычаг 8 и дополнительный груз 5 нагружает противовес 2. Поскольку суммарный вес противовеса 2 и дополнительного груза 5 больше погружающей силы, действующей на шарик 1, он начинает всплывать до той точки траектории, в которой опускающийся противовес 2 воздействует на второй нижний выключатель 10. При срабатывании этого выключателя подается напряжение на управляющее реле 11. Через замыкающиеся контакты этого реле подается напряжение на реле 12 времени, которое самоблокируат собственную цепь подачи напряжения и через его контакт подается напряжение на силовое реле 7. Под воздействием силового реле 7 подпружиненный рычаг 8 вновь поднимает дополнительный груз 5, снимая его с противовеса 2. Начинается новый цикл погружения шарика 1 и его последующего всплытия.

В процессе движения шарика 1 под воздействием троса 4 вращается блок 3. сенные на него метки перемещаются мимо чувствительного элемента регистратора 6 времени перемещения. При прохождении каждой метки появляется импульсный кодированный сигнал, характеризующий адрес метки, на группе выходов и импульс на выходе регистратора 6 времени перемещения. Они передаются на группу выходов и выход устройства. Кроме того, импульс с выхода регистратора 6 времени перемещения поступает на вход формирователя 20, который приводит его к требуемой форме, С выхода

формирователя 20 этот импульс передается на вход элемента 16 задержки и первый вход элемента И 17. На второй вход этого элемента подается управляющее напряжение с выхода триггера 15. Если промежуток времени между двумя импульсами на выходе формирователя 20 превосходит некоторое заданное значение, т.е. если шарик 1 движется с допустимо малой скоростью, то триггер 15 находится в обнуленном состоя- НИИ и на его выходе запрещающий потенциал. Импульс через элемент И 17 с первого входа на выход не проходит. Если же скорость шарика 1 превышает допустимое значение, т.е. если промежуток времени между двумя прохождениями магнитных меток мимо чувствительного элемента регистратора 6 времени перемещения недопустимо мал, то триггер 15 находится в единичном состоянии. На его выходе разрешающий потен- циал и импульсе первого входа элемента И 17 проходит на выход элемента и поступает далее на одновибратор 18, переводя его в неустойчивое состояние. На выходе одно- вибратора 18 появляется одиночный им- пульс напряжения, которым включается в работу электромагнитный тормоз 19. Под его воздействием блок 3 прекращает вращаться, а следовательно, останавливается шарик 1 и другие перемещаемые детали ус- тройства. Как только импульс на выходе одновибратора 18 закончится, то электромагнитный тормоз 19 освободит блок 3, а шарик 1 вновь будет двигаться с постепенно увеличивающейся скоростью в цикле воз- вратно-поступательного движения:

Для управления работой триггера 15. импульс с выхода элемента 16 задержки поступает на его установочный вход, переводя триггер 15 в единичное состояние, и на об- нуляющий вход счетчика 14, сбрасывая в нуль его содержимое. На счетный вход счетчика 14 подаются импульсы с выхода генератора 13. Если промежуток времени между импульсами на .выходе формирователя 20 превосходит заданную константу, то при счете появляется импульс на выходе счетчика 14, которым обнуляется триггер 15 и на его выходе появляется запрещающий потенциал. Если же этот промежуток времени меньше заданного, то в процессе суммирования импульс на выходе счетчика 14 не успевает появиться. Триггер 15 продолжает находиться в единичном состоянии, а на его выходе остается разрешающий потенциал.

Импульсные сигналы с группы выходов и выхода устройства поступа ют на входы вычислительного блока (микроЭВМ), совместное которым работает устройство. Вычислительный блок по заданной программе рассчитывает прогнозируемую скорость равномерного погружения и всплытия шарика 1, а затем вычисляет измеряемые вязкости и плотность контролируемой жидкости.

Формула изобретения

Устройство для определения физико-химических параметров жидкости, например вязкости и плотности, содержащее чувствительный элемент в виде шарика, регистратор времени перемещения и приспособление для возвратно-поступательного перемещения шарика в вертикальном направлении в емкости для исследуемой жидкости, причем приспособление для возвратно-поступательного перемещения выполнено в виде блока с перекинутым через него тросом, на одном конце которого закреплен шарик, а на другом - противовес, и дополнительного груза с осевым отверстием д/пя тросэ, при этом устройство также содержит реле, связанное с одним из концов подпружиненного рычага материала, обладающего магнитными свойствами, второй конец которого кинематически связан . с дополнительным грузом, установленным с возможностью перемещения в вертикальных направляющих, выключатели, установленные в крайних точках траектории шарика и связанные с контактами управляющего реле,, вход которого через реле времени подключен к входу силового реле, о т л м чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены генератор, счетчик, триггер, элемент задержки, элемент И, одновибратор. электромагнитный тормоз и. формирователь, вход которого соединен с выходом регистратора времени перемещения, а выход подключен к входу элемента задержки и первому входу элемента И, обнуляющий вход счетчика соединен с выходом элемента задержки и установочным входом триггера, а его счетный.вход и выход подключен к выходу генератора и обнуляющему входу триггера соответственно, второй вход элемента И и входы одновибратора и электромагнитного тормоза соединены с выходами триггера, элемента И и одновибратора соответственно.

20

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вязкости и плотности контролируемой жидкости. Целью изобретения является повышение точности измерения. Измерения осуществляют во время движения зондов с изменяющимися скоростями и притормаживают зонды при достижении их скоростями движения заданных значений, а расчет параметров жидкости осуществляют по равномерным скоростям установившегося движения зондов, прогнозируемым статистической обработки результатов измерения времен прохождения зондами обусловленных точек их движения в соответствии с разработанной моделью изменения скорости при движении в переходном режиме. 1 ил.

/ 10

f/e е„