КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ВИСКОЗИМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01N11/14 

Изабретение предназначено для непрерывного авто.матичеокого измерения вязкости ньютоновских и яеньюто-ноеоких жидкоСтей или других .парамепров, связанных с вязкостью, в химической, нефтеперерабатывающей, горнообогатительной, тищевой и других отраслях промышленности.

Известен вибрационный вискозиметр, состоящий из чувствительного элемента, вьшолненного в виде тонкой пластинки, жестко закрепленной «а стержне, вибратора и виброизмерителя.

Чувствительный элемент подвергается вынужденным колебаниям при помощи двух закрепленных на стержне неуравновешенных турбин, которые питаются от линии сжатого воздуха через сопла. Колебания стержня передаются лла-стинке, помещенной в контролируемую среду. В зависимости от вязкости среды на .пластинку действует тормозящая сила, которая Изменяет амплитуду колебаний стержня. На конце этого стержня установлен винт, который упирается в заслонку. При из.менении амплитуды колебаний стержня заслонка, все время вибрируя, меняет свое положение относительно сопла, .изменяя давление сжатого воздуха в линии сопла. Выходной сигнал передается оильфонами обратной /связи с разными площадями, сум-марный момент которых уравновешивается с измеряемой силой.

Известный вискозиметр отличается сравнительно невысокой точностью измерения и чувствительностью, что обусловлено .мал.ой разрешающей способностью виброизмерителя. Вискозиметр не может работать при Избыточном давлении, так как для выполнения условия (пде Q - добротность занда) мембрана, на которой подвешен зонд, должна быть тонкой. При увеличении толщины мембраны приведенное выше неравенство не соблю.дается.

Цель предлагаемого изобретения - .повышение точности измерения и чувствительности, а также обеспечение работоспособности вискозиметра пр.и избыточном давлении.

Поставленная цель достигается тем, что выход стабилизатора расхода воздуха, выполненного на базе повторителя, расходная камера которого соединена через дроссель, а глухая- непосредственно с линиями двух заданных давлений, связан через нормально замкнутый контакт с регулируемой емкостью и одним .из входов элемента сравнения, выход и второй вход которого соединены с управляющим входом упомянутого контакта .и каналом третьего заданного давления со-ответственно, а линия питания элемента сравнения подключена к выходу блокирующего реле релаксационного генератора, причем гибкая мембрана выполнена в виде сильфона с несколькими упругими элементзми, соединенными соотвегственно € дном сильфона и корпусом датчика. На фиг. 1 .noKaisaHa при-нцип«альная схема колебательНОгоВискозиметра; на фиг. 2 - циклолра.мма работы релаксаадиониото генератора. Колебательный вискозиметр оостОИт .из схем возбуждающей .1 :и измерительной 2. Возбуждающая схема ./ представляет собой релаксационный пневматический генератор, оостояЩИй из собственно рела ксационного генератора 3 и его хронирующего (времязадающего) элемента, в качестве которого ис-пользован колебательный датчик 4 вязкости. Датчик вязкост.и содержит колебательный зонд 5 с добротностью Q /2, подвешениый на гибкой мембране, выполненной в виде сильфона 6 и двух упругих элементов 7. Последние представляют собой металлические полоски, концы которых жестко соединены соответственно с Kopinyco i 8 датчика и дно,м сильфона 9. Датчик имеет рабочие сильфоны 10 и LI, соединенные с колебательным зовдоМ 5 с помощью :што«ов 12 и 13, а та-кже переключающие сопла 14 и /5. Собственно релаксационный генератор 5 состоИТ .«3 пневматических реле 16-20. Реле 16, 18 и 20 выполняют логические функции отрицания, реле 19 - функции повто1рения, а реле 17 - -блокировки. Выходы генератора .3 лодключены к рабочим сильфонам 10 и //, а входы --к .переключающим соплам 14 и 15. Измерительная схема 2 состоит из иовторителя 2d, выполняющего вместе с дросселем 22 функцию стабилизатора расхода воздуха, контакта 23, е.М1Кости 24 и элемента 26 сравнения, образующих узел утопленного нуля, емкости 26, .щей для преобразования рас.хода воздуха в давление, задержки на такт 27 и контаКта 23, предназначенных для формирования выходного сигнала Я у и установки начальных условИЙ. Глухая камера повтор;ителя 21 нбпосредсгв&нно, а расходная камера через дроссель 22 соединены с линиями двух заданных давлений PSI и РЗЗ; на элемент сравнения 25 подается также заданное давление РЗЗ. Колебательный вискозиметр ра-ботает следующим образом. В любой момент времени пневматические реле .19 и 20 подают в рабочие сильфоны 10 и и соответственно сигналы и Pw Pf или Pi9 Pc И 20 0. Усилие, создаваемое одним из рабочих сильфонов 10 и 11, передается через што:ки 12 и ,13 колебательному зонду 5, за счет чего верхний конец зонда двигается к одному из переключающих сопл 14 или 15. Нижняя часть зонда 5, отделенная сильфопом 6, двигается в контролируемой среде в прот.ивополОЖную сторону. .Применение сильфона 6 в сочетании с упруги.ми элемента.ми 7 в качестве гибкой мембраны одновременно обеспечивает работоспособность колебательного датчика 4 вязкости .при избыточном давлении, та.к ка-к упругие элементы 7 не дают возможности сильфону 6 сжиматься, а доброт ость зонда 5 , поэтому зо;нд совершает апериодические колебания. Как только 1Прик1рывается выход воздуха в атмосферу, давление :в линии сопла (14 или 16) поднимается .и переключает одно из пневматических реле 16 или 18, управляющих работой блокирующего реле 17. При этом меняется полярность сигнала РП и, следовательно, переключаются также лневматические реле 19 л 20. Теперь усилие для движения колебательного зонда 5 создает1ся другим сильфоно-м и направление движения зонда реверсируется. При отходе колебательного зонда 5 от переключающего соила (.14 или 15) да-вление в линии сонла падает, вновь переключая соответствуЮЩ.ие пневматические реле J6 или IS, но реле 17 сохраняет на своем .выходе поля1рность сигнала до .момента прикрытия противоположного сопла. Таким .образом поддерживается релаксационное зонда. Циклогра.м.ма работы релаксационного генератора (см. фиг. 2) показьгвает, что колебательный датчик 4 вязкости является хронирующим (времязадающим) элементом релаксационного генератора, поэтому его частота (или период колебаний) однозначно зависит от вяз кости контролируемой среды. Измерительная схема 2 управляется сигналом РП. При Р|7 0 контакты 23 и 28 открыты, и воздух от стабилизатора рас.хода свободно уходит через контакт 28 в атмосферу. Когда Pi7 1, контакт 5S закрывается, и давление в емкостях 24 и 26 повыщается линейно во времени, так как расход воздуха стабилиз.ирован. При достижении давления, равного условному значению утопленного нуля Язз, срабатывает элемент сравнения 2S и его выходной сигнал закрывает контакт 23. После этого скорость набора в емкости 26 резко увеличивается, благодаря чему достигается требуемая точность и чувствительность .измерительной схемы. Задерж.ка на 27 запоминает значение выходного сигнала Ру, пропорциональное вязкости .контролируемой среды, нолуче.нное в предыдущем такте вычислен.ия (при ). Предмет изобретения Колебательный вискозиметр, содержащий кор.пус, возбуж.дающую схе.му, выполненную в виде пневматического релакса;и;ио.нного генератора, выходы .которого подключены к сильфонам, соединенным с помощью щто.ков с зондом, подвешенным на гибкой мембране, а входы- к переключающим соплам, и из.мерительную схему, состоящую из стабилизатора расхода воздуха, выполненного на базе повторителя, трех линий заданного давления дросселя, емкостей, контактов, элементов сравнения и задержки на такт, отличающийся тем, ПО, с целью повы.шения чувствительности прибора и точности измерения выход стабилизатора расхода воздуха связан через нормально замкнутый контакт с регулируемой емкостью и одним из входов элемента сравнения, выход

и второй вход которого соединены с управляющим входом контакта и .каналом третьего заданного давления соответственно, а линия питания элемента сравнения подключена к выходу блокирующего реле релаксационного генератора, причем гибкая мембрана выполнена Б виде сильфона с несколькими упругими элементами, соединенными соответственно с дном сильфона и корпусом датчика.

75

:3

20

/Ж.

Ж.

m:mL

i: