Устройство для измерения вязкости жидкостей Советский патент 1991 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к аэрогидродинамическим устройствам для бесконтактного измерения вязкости жидкости, и может найти применение в химической, нефтехимической и др. отраспях промышленности.

Цель изобретения - повышение точности измерении путем устранения влияния скорости движения контролируемой среды и изменения расстояния до поверхности жидкости.

На чертеже изображено устройство для измерения вязкости жидкости.

Устройство состоит из струйной трубки 1, имеющей два питающих канала 2 и 3. Канал 2 через регулятор 4 расхода газа подключен к источнику сжатого газа, к которому также через трехходовой клапан 5 и регулятор 6 расхода газа подключен вход питающего ка-напа 3. К входу регулятора 4 расхода газа через детектор 7 и генератор 8 нарастлющего сигнала подк 7к - чен выход чувгтвитопьного элемента. Он выполнен н виде преобразователя 9 автоколебании отряженной от поверхности жидкости струи таза. Выход детектора 7 подключен также к первом входу 10 элемента И11, второй вход 12 Koiopoio соединен с выходом 13 рас преде ;итетч 14. Вход распределителя |Л ичпудыi ч чодьтючен к ыходу генератора 15 таьтвых импульсов. Выход элемента И 11 соединен с входом 16 триггера 17 г раздельными входами. Выход 18 распределителя 14 импульсов подключен к i ходу 19 первого ключевого элемента 20, реализующего логичес- . кую функцию запрета, вход 21 которого соединен с выходом преобразователя 9. Выход элемента НЕ 20, реализующего ло& N3

СЈ N3

гическую функцию запрета, соединен с пхоцом 22 реверсивного счетчика 23, вход 24 которого подключен к выходу второго ключевого элемента 25, реали- зующего логическую функцию запрета. Вход 26 ключевого элемента 25 подключен к выходу преобразователя 9. Вход 27 ключевого элемента 25 подключен к выходу 28 распределителя 14 импульсов Выход 29 распределителя 14 импульсов соединен с входом 30 реверсивного счетчика 23, с входом 31 триггера 17 с раздельными входами и с входом генератора 8 непрерывно нарастающего сигнала. Выход триггера 17 с раздельными входами соединен с управляющим входом трехходового клапана 5. Выход реверсивного счетчика импульсов 23 присоединен к входу индикатора 32.

При взаимодействии струи газа, вы- текапщен из струйной трубки 1, с поверхностью жидкости 33 на последней образуется углубление 34.

л с 1 йстзо для измерения вязкости ,,чОС1еп работает следующим образом.

В начальный момент ГФРМОНИ на входах (в каналах 2 и 3, тпуицп;г руьки 1, а стедовательно, и на ее выхоце газовый поток будет отсутствовать. AB токолсбапия жидкости не наблюдаются, поэтому на вход детектора 7 с выхода преобразователя 9 поступит сигнал постоянного минимального уровня. При зтом сигналом нулевого уровня с выхода де- тектора 7, поступающим на вход генератора 8 непрерывно нарастающего сигнала, осуществляется постепенное увелпченпе расхода газа G , подаваемого п питающий канал 2 с выхода регулято- ра 4 расходч гача. Как только скорост газа в выходящей in - -пла струйной трубки 1 газовой ,станет равной критической Wk, в системе струя газа- жидкость вочп-пспут жтоколебания. При отом пыходяшгн И) ичеШлющегося углубления стуя газа начнет совершать возвратно-поступательное движение в плос-1 кости, перпенцисулярной поверхности жидкости,

На выходе детектора 7 появляется сигнал единичного уровня, воздействием тоторого на генератор 8 непрерывно нарастающего сигнапапрекращается увеличение расхода газа, подаваемого в канал 2, и Фиксируется достигнутое значение G n.

При поступлении последовательности импульсов с длительностью С0 с выхода

генератора 15 тактовых импульсов на вход распределителя 14 импульсов последний осуществляет коммутацию своих выходов 18, 13, 28 и 29 таким образом что импульсы появляются на каждом из выходов поочередно.

Пусть в начальный момент импульс поступает на выход 18 , тогда V(g 1 . Этот сигнал и сигнал с выхода преобразователя 9 поступают на входы 19 и 21 первого элемента НЕ 20, реализующего логическую функцию запрет соответственно. В течение времени t0 действия тактового импульса последовательность импульсов с выхода преобразователя 9 проходит на вход 22 реверсивного счетчика 23, в который при этом вводится количеств импульсов

NH CofH

где С (( - частота автоколебаний уг- лублени л при С п .

После окончания действия импульса на выходе 18 он появляется на выходе 13, Тактовый импульс с выхода 13 распределителя 14 импульсов поступает на вход 12 элемента И11. Так как входные сигналы имеют единичный уровень, то на выходе элемента И11 появится также сигнал единичного уровня, которым триггер 17 с раздельными входами переводится в состояние с единичным выходным сигналом. При поступлении такого сигнала на вход клапана 5 происходит соединение выхода регулятора 6 расхода газа с каналом 3. Суммарный расход газа, протекающего по струйной трубке 1, увеличится при этом на ДСг,т.е.

СГ2. СГ +- СГ

Через время t тактовый импульс появится на выходе 23 распределителя 14 импульсов. Этот импульс, поступающий на вход 27 второго ключевого элемента 25, позволяет осуществить передачу последовательности импульсов с выхода преобразователя 9 на положительный вход 24 реверсивного счетчика 23. В счетчике при этом осуществляется операция, результатом которой является число импульсов

UN t0(fK- fl() t0Af,

где EL.- частота автоколебаний при

сгг cri +&Gr

Число импульсов с высокой точностью определяет изменение частоты автоколебаний Л f.

Тактовым импульсом, поступающим с выхода 29 распределителя 14 на вход 30 счетчика 23, осуществляется передача результата на индикатор 32, а при поступлении на вход 31 триггера 17 с раздельными входами последний переводится в состояние с выходным сигналом нулевого уровня. При путевом входном сигнале клапан 5 соединяет выход регулятора 6 расхода газа с атмосферой.

Сигнал с выхода 25 распределителя 14 воздействует также на вход генератора 8 непрерывно нарастающего сигма- ла и изменяет его выходной сигнал до нулевого значения V 0. Поступление такого сигнала на вход управления регулятора 4 расхода газа уменьшает расход газа на его выхоче до минимально- го значения.

На вход струйной трубки 1 в этом случае поступает минимальный расход газа, не способный вызвать колебаний углубления, которое при этом будет иметь устойчивую форму.

Вновь начинается процесс изменения с поиска величины расхода G п путем изменения уровня сигнала на выходе генератора 8 непрерывно нарастающего сигнала, который однозначно связан с расходом газа на выходе регулятора 4 расхода газа.

В дальнейшем работа устройства повторяется аналогично рассмотренному.

Таким образом, предложенное устройство осуществляет бесконтактное автоматическое измерение вязкости жидкостей .

Частота автоколебаний углубления на поверхности жидкости определяется ее вязкостью, расходом газа и другими параметрами. Изменение расхода газа на &Г Г, поступающего на вход струйной трубки 1, приведет к изменению давления газа в струе на поверхности образованного углубления наДРск. Эта величина постоянная. Вязкость определяется выражением

AЈЈjc

Ј ftf

Изменение скорости движения жидкости, угла наклона оси струйной трубки и расстояния от среза струйной трубки до невозмущенной поверхности жидкости

7921

Q не будет оказывать влияния на показания измерительного устройства, Фор

мула изобр

тени я

5

5

0

0

5

5

0

Устройство для измерения вязкости жидкостей, содержащее индикатор, струйную трубку с двумя питающими каналами, чувствительный пемгнт, два регулятора расхода газа, один из которых связан с первым питающим каналом непосредственно, а другой - с вторым пи-- тающим каналом через трехходовой клапан, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, состоящего из триггера с раздельными входами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем устранения плияния скорости движения контролируемой среды и изменения расстояния до поверхности жидкости, блок управления дополнительно содержит детектор, элемент И, первый и второй ключевые элементы, распределитель импульсов, реверсивный СЧРгчнк импульсов, генератор тактовых импульсов, генератор нррастекающсго сигнала, при этом выход детектора подключен к первому входу генератора нарастающего сигнала и к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с пергым выходом распределителя импульсов, пход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй выход распределится импульсов подключен к первому нходу первого ключевого тлемен та, третий выход распределителя импульсов соединен с первым входом второго ключевого элемента, а четвертый выход распределителя импульсов подключен к первому входу реверсивного счетчика, к второму входу генератора нарастающего сигнала, выход которого присоединен к управляющему входу первого регулятора расхода гпэа, а также к первому входу триггер с раздельными входами, второй вход которого соединен с выходом элемента И, вторые входы первого и второго ключевых элементов, а также РХОД детектора соединены с выходом чувствительного элемента, выходы первого и второго клю чевьгх элементов подключены соответственно к первому и второму входам реверсивного счетчика, выход которого подключен к индикатору.

$| -

ЬР

/) 5

| -7f4/rr--.

СЧ

ЬР

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения путем устранения влияния скорости дпи- жения контролируемой среды и изменения расстояния до поверхности жидкости. Для этого в устройстве, имеющем сопло с двумя питающими каналами, расположенном над поверхностью контролируемой жидкости, чувствительный элемент, два регулятора расхода газа, клапан, индикатор и блок управления, включающий в себя триггер с раздепь- ными входами, дополнительно имеются детектор, элемент И, первый и второй элементы НС, реалит. нмциг логические Лункцни запрета, распределитель импульсов, реверсивный счетчик импульсов, генератор тактовых импульсов, генератор непрерывно нарас гаюпего сигнала. 1 ил.