ДВУХЧАСТОТНЫЙ ИЗЛ1ЕРИТЕЛЬ ВЯЗКОСТИ КАМЕРТОННОГОТИПА Советский патент 1972 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к нриборам для измерения вязкости жидких сред .вибрационным методом.

Известен вибрационный вискозиметр, содержащий колебательную систему в виде двух пар жестких стержней, опирающихся на гибкие мембраны и соединенных упругой связью.

Предложенный измеритель вязкости позволяет повысить точность измерений за счет того, ЧТО основания ножек камертона снабжены жесткими Т-образными кронштейнами с биморфными пьезоэлементами по краям, зажатыми между кронштейнами с помощью конических стерженьков.

Измерение динамической вязкости на двух сильноразнесенных частотах позволяет определить некоторые физико-химические параметры системы полимер-растворитель. Обычно измерение производится двумя различными преобразователями на частотах в области десятков килогерц. Для промышленной конструкции на низких частотах подходит изгибная мода, на высоких частотах лучше всего использовать крутильную моду круглых стержней. Закручиваясь, стержень не меняется по размерам и не смещается поперечно, а следовательно, не излучает продольных волн в жидкости, что весьма важно, поскольку на высоких частотах бороться с сопротивлением

излучения весьма затруднительно. Крутильные колебания круглых стержней создают в жидкости чисто сдвиговые вязкостные волны, и погрешность, обусловленная излучением продольных волн, отсутствует.

Предлагается двухчастотный из тepитeль, отличающийся тем, что основания ножек камертона снабжены Т-образными кронштейнами с биморфными пьезоэлементами по краям,

зажатыми .между кронштейнами с помои1ью конических стерженьков.

На фиг. 1 показан предложенный измеритель, разрез по оси; на фиг. 2 - то же, разрез по Л-Л.

Корпус 1, разделенный на две части гофром 2, имеет дно в виде круглой пластины 3. В пластине выполнено два отверстия, в которых заварены круглые стержни 4 (ножки камертона). Большая часть каждого стержня выступает наружу. Короткая часть обращена в сторону корпуса и напрессована на жесткие полудиски (кронштейны) 5. Между полудисками по краям распололсены две биморфные пары пьезоэлементов 6. Электроды, которые

имеют один знак при поляризации элементов, обращены к тонкой контактной пластине 7. Электроды, имеющие противоположный знак, прилегают к двум жестким стерженькам 8, которые коническими выступами опираются

ды гальванически соединены через кориус. Напряжение возбуждения подводится одним концом к корпусу, другим - к пластине 7.

Полудиски сжимаются посредством болтового соединения 9, создающего начальное сжатие пьезозлементов. Резонансные частоты изгибочной и крутильной мод различаются в предложенном измерителе в 30-100 раз, например 500 гц и 20 кгц.

Конструктивно измеритель представляет собой камертон с двумя круглыми ножками. Основания ножек опираются на Т-образные жесткие кронштейны, между которыми с краев расположены плоские пьезоэлементы, чувствительные к нормальным силам. Для создания этих сил -введена дополнительная точка опоры на стержнях, выполненная в виде гибкой круглой пластины, объединяющей ножки и расположенной между концами ножек и их основанием ближе к основанию.

При изгибных колебаниях момент, обусловленный инерцией свободных концов ножек, создает нормальные силы на пьезоэлементах типа рычага первого рода. Для того чтобы давление на пьезоэлементах было равномерным, не сказывалась параллельность плоскостей кронштейна и не передавались угловые смещения плоскостей в динамическом режиме, усилия на пьезоэлементы передаются через короткие стерженьки, опирающиеся на кронштейны коническими вершинами.

Камертонные крутильные колебания можно получить, создавая в основании ножек крутящие моменты, направленные встречно. В предлагаемом измерителе это обеспечивается тем, что основание ножек заканчивается кронштейном, и нормальная сила, приложенная к кронштейну, создает в основании стержня не только изгибающую силу, но и закручивающую.

Измеритель может работать как в однощуповом режиме, так и в двухщуповом. При работе в однощуповом режиме необходимо учитывать, что напряжение возбуждения должно подаваться на лластины 7 такой электрической дозировки, чтобы изгибным колебаниям соответствовали однофазные механические смещения биморфных пар, а крутильным колебаниям - противофазные смещения. При работе в двухщуповом режиме условие дозировки отпадает, поскольку напряжение возбуждения подается только на одну биморфную пару. Другая пара используется для съема колебаний.

Динамическая вязкость измеряемой среды определяется по коэффициенту затухания свободных колебаний при импульсном возбуждении или по возбуждающей силе и амплитуде колебаний при непрерывном возбуждении измерителя с помощью той или иной электронной схемы.

Предмет изобретения

Двухчастотный измеритель вязкости камертонного типа, содержащий две ножки круглого сечения и корпус с дном в виде гибкой пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, основания ножек камертона снабжены жесткими Т-образными кронштейнами с биморфными пьезоэлементами по краям, зажатыми между кронштейнами с помощью конических стерженьков.

А -А