Вибрационный вискозиметр Советский патент 1991 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения вязкости в жидкостях и вязких веществах.

Целью изобретения является повы шение точности измерений и расширение функциональных возможностей измерительного зонда

На чертеже изображен вибрационный виэкозиметр.

Вибрационный визкозиметр содержи зонд 1 в виде диска, на котором по узловой окружности выполнена цилиндрическая стенка 2, образующая емкость для исследуемой жидкости. Зонд установлен на креплениях 3, расположенных по узловой окружности. Схема автогенерации содер жит узкополосный усилитель 4 стрелоч

ный индикатор 5 амплитудм чдгтогомер G пьезопреобразователи 7 и Н сдвиговых ко лебэний, а также компараторы С| и 10 уровня сигнала и ключ 11

Вибрационный вискозиметр следующим образом

Включают схему и измеряю 1,асюту f автогенерации устройства соответствую щую резонансной частоте свободного пн да Благодаря расположению креплении fir окружности, соответствующей узястт- с к ружности крутильных колебании лискл г нем устанавливаются крутильные ния с частотой f Затем размыкают слюч 11 и измеряют добротность зонд ч Qu ез жид кости по времени затухания п неги ie ских колебаний для чего чагтотммер используют в режиме измерения пит-м пп

-j

О ,00

Ј О

to

X)

лоп времени Запуск и остановка часготоме ра осуществляются автоматически через компараторы 9 и 10 уровня Затем п зонд налипают исследуемую жидкость. Пооюря- ют описанную процедуру и вычисляют вязкость / по формуле

4 л 1 М 2 ( 1

/ д2 / Q, Qc А он

где f -- резонансная частота зонда (в свободном и нагр / кенном состоянии меняется не- значитель i j);

А - кс t станта, определяемая либо расчетным (т/тем, либо путем градуировки зон да по х мцкосш с известной вязкостью;

So - рабочая площадь зонда,

М0 - масса зонда без жидкости, - иложоеть исследуемой жидкости;

01 - добротност ь зонда с жидкостью;

Qo - добротность зонда без жидкости

Приведенная формула получена из следующих соображений.

Пусть W0 - полная механическая энергия свободного зонда вискозиметра, Wi - энергия зонда с жидкостью, Д WQ - потери энергии в материале зонда, когда зонд без жидкости, Л W o - потери в материале зонда, когда зонд с жидкостью. AW2 - потери энергии в жидкости. По определению

Qo

2л

W0 Л W.i

wT

AW Wi

QT

2 л Q

Отсюда, поскольку Wo A W2, можно записать

AWj AW о I- AW2

wr Wi Wi

пли

2я 2л TIi T3o Wi

Используя известную формулу Ландау для потерь энергии в вязкой жидкости

cl(AWz)- v dS уЈжид 2 для AW2

2f 4лт получим

R1

A W (2 л Y у7 идJJ1 / rv2(r) dr,

2 4л1 о

где V (г) - скорость поверхности зонда на окружности радиуса г;

RI радиус узловой окружности

Из приведенных соотношений получим

5

0

5

0

5

0

5

О

5

лР

отсюда, введя обозначение RI /

/ riidr

о

получим выражение для / Значение А может быть либо рассчитано по приведенной формуле, либо определено экспериментально. Для зонда с одной узловой окружностью А -0.7828.

благодаря высокой добротности дискового зонда, изготовленного, например, из сплавов алюминия (ОсА 1 -2 105). погрешность определения //составляет менее 1%. Конструкция зонда удобна в эксплуатации и может быть использспана и как емкость для жидкости, и как coci шная часть замкнутой емкости с жидкостью, например, в цистернах или трубопроводах.

Формула изобретения

1.Вибрационный вискозиметр, содержащий твердотельный зонд с элементами крепления, возбуждающий и приемный электромеханические преобразователи и с ему яптогенерации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерении и расширения функциональных возможностей зонд выполнен о виде диска с расположенными на нем по узловой окружности элементами крепления, причем диаметр окружности d определяется из условий

h(aid/D) 0, где D - диаметр диска;

ai первый корень уравнения l2(ai) 0;

H(x)j2(x) - функция Бесселя первого рода и соответственно первого и второго порядков,

а возбуждающий и приемный электромеханические преобразователи установлены на диске между указанными окружностями и подключены к выходу и входу схемы автогенерации соответственно

2.Вискозиметр по п. 1,отличающий с я тем, что на диске выполнена емкость в виде тонкостенного цилиндра, стенки которого расположены на узловой окружности

Изобртение относится к устройствам для измерения вязкости в жидкостях и вяз ких веществах. Целью изобретения являет ся повышение точности измерении и расширение | /и ииня и гь-х . г, СТОЙ Для JfOi О И } - Г - ll-ЧЫИ ОИЦ 8()ПОП нс-н в виде ди к 1 г. г дсптожемнчми -а нем по уповои cw ружмг ги j теМйМ крепления причем дидметр скружности i определяется из условий iifai d/D)0 где D диаметр диска л . в-operio уравнения i(d 0 hfx ) фун/ции Бесселя первогп рода и ПРрВОГО И fUd|.r.T(l ГСрЯДц-ч J ) |ций и приам||ы. Лг-к п if/- . ...1Чес HI- преобразователи уст тэ-г нк дис между указанными пкр vv о и подкг.ю чены к выводу v EI iviv «. ч ч - 1 и .i соогветствеино И-i ди м ПА г Р,ьгц s-- rujDipHa емксггь в види- тонк i еячо о ;и линдра стенка которой С асмгложьна нл УЗЛОВОЙ ОКруЖНОО 1 1 3 II ф II 1 ИЛ te