Вискозиметр Советский патент 1979 года по МПК G01N11/16 

виде удлиненных магнитопроводов, герметично выведенных через днище корпуса измерительного преобразователя к измерительному зонду, на одном конце которых, расиоложенном внутри корпуса измерительного преобразователя, размещены катушки возбуждения.

Основной недостаток известного вискозиметра - увеличение погрешности измерений при повышении частоты, что обусловлено спецификой работы магнитных муфт при их реверсивном движении. Это будет ощущаться особенно на малых вязкостях.

Цель предлагаемого изобретения - повышение точности измерений, надежности в работе и расширение диапазона рабочей температуры.

Для этого вискозиметр, содерх ащий возбуждающую схему с триггером управления, измерительную схему, измерительный преобразователь, включающий корпус с размещенпыми в нем возбуладающими преобразователями, выполненными в виде магнитопроводов, герметично выведенных через днище корпуса измерительного преобразователя в контролируемую среду, на одном конце которых размещены катушки возбуждения, подключенные на выход триггера управления, измерительный зонд, выполненный в виде пустотелого цилиндра с размещенными в нем магнитами, свободно закрепленного вне корпуса измерительного преобразователя, снабжен акустическими регистрирующими преобразователями, выполненными в виде генератора синусоидальных колебаний, и подключенных на его выход двух пьезоэлектрических излучателей, расположенных в контролируемой среде и акустически связанных с двумя приемными пьезопреобразователями, на выход которых подключены усилители-детекторы, соединенные со входом триггера управления. Кроме того, на измерительном зонде закреплен акустический экран, выполненный в виде металлической пластинки, которая входит в зазоры между пьезоэлектрическими излучателями и приемными пьезопреобразователями в крайних положениях измерительного зонда.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого вискозиметра.

Предлагаемый вискозиметр состоит из возбуждающей и измерительной схем и измерительного преобразователя.

Измерительный преобразователь содержит герметичный корпус 1, катушки 2 возбуждения, удлиненные магнитопроводы 3, кронштейн 4, герметично выведенный из корпуса 1, на конце которого в исследуемой среде помещены два пьезоэлектрических излучателя 5 и два приемных пьезопреобразователя 6, две камневые опоры 7, измерительный зонд 8 с размещенными в нем магнитами, закрепленный в камневых опорах 7 между наружными полюсами магнитопроводов 3, акустический экран 9, за крепленный на измерительном зонде 8.

Возбуждающая схема содержит источник 10 питания, нагрузкой которого являются катушки 2 возбуждения, подключаемые к его выходу через коммутатор 11, управляюн ие входы которого подключены к выходам триггера 12 управления. Управляющие входы триггера соединены с регистрирующими преобразователями, представляющими собой генератор 13 синусоидальных колебаний, на выход которого подключены два пьезоэлектрических излучателя 5, акустически связанных с двумя приемными

пьезопреобразователями 6, на выход которых подключены усилители-детекторы 14 и 15. Измерительная схема содержит измеритель 16 периода колебаний, подключенный к одному из выходов триггера 12 управления.

Предлагаемый вискозиметр работает следующим образом.

При нахождении измерительного зонда 8 в крайнем правом положении, фиксируемом левым регистрирующим преобразователем, правое плечо триггера 12 управления закрыто и ток источника 10 питания через коммутатор 11 запитывает катушку 2 возбуждения, преобразующую этот ток в

усилие, заставляющее измерительный зонд вращаться против часовой стрелки (магнит в цилиндре движется в сторону левого электромагнита). При подходе зонда 8 в крайнее левое положение, фиксируемое правым регистрирующим преобразователем, сигнал с последнего перебрасывает триггер управления, открывая правое плечо. В данном случае запитывается правая катушка 2 возбуждения и направление движения зонда 8 реверсируется. При подходе зонда 8 в крайнее правое положение, фиксируемое левым регистрирующим преобразователем, сигнал с последнего вновь перебрасывает триггер 12 управления и ток источника 10

питания поступает на левую катушку 2

возбуждения, после чего цикл повторяется.

Работа акустических регистрирующих

преобразователей происходит следующим

образом.

Генератор 13 вырабатывает синусоидальное напряжение, которое поступает на два пьезоэлектрических излучателя 5. находящихся в исследуемой среде возле измерительного зонда 8. Энергия электрического

сигнала преобразуется излучателями 5 в механические колебания, которые, распространяясь по исследуемой среде, достигают приемных пьезопреобразователей 6, где преобразуются снова в электрические колебания,

которые подаются на усилители-детекторы 14, 15, где происходит нх усиление и детектирование.

По достижении измерительным зондом одного из крайних положений (например,

левого) акустический путь от правого пьезоэлектрического излучателя к приемному пьезопреобразователю 6 экранируется акустическим экраном 9, что приводит к исчезновению сигнала на приемном преобразователе, а следовательно, на выходе усилителя детектора 15. Правое плечо триггера управления открывается, запитываетея правая катушка 2 и измерительный зонд движется в правое крайнее положение, но достижении которого экранируется акустический путь от левого пьезоэлектрического излучателя к приемному ньезонреобразователю, что приводит к исчезновению сигнала на выходе усилителя-детектора 14 и открытию правого нлеча триггера управления. При этом нанравленне движения измерительного зонда реверсируется.

Таким образом, применение акустических регистрирующих преобразователей выгодно отличает предлагаемый вискозиметр от известных, так как позволяет с высокой точностью вести измерения вязкости нри повышенных температурах и давлениях исследуемой среды. При этом конструкция измерительного нреобразователя значительно )шрош,ается и отпадает необходимость в применении таких трудоемких элементов, как магннтные муфты.

Предлагаемый вискозиметр может работать и в ротационном режиме, при этом повышение скорости вращения не нриводит к увеличению погрешности, как это происходит в приборах с магнитными муфтами из-за их рассогласования или возможности проскальзывания. Кроме того, акустические регистрирующие преобразователи относительно просто выполняются во взрывозащищенном исполнении, что значительно

расширяет сферу применения вискозиметра во взрывоопасных средах.

Формула изобретения

Вискозиметр, содержащий возбуждающую схему с триггером з равления, измерительную схему, измерительный преобразователь, включающий корпус с размещенными в нем возбуждающими преобразователями, выполненными в виде магнитопроводов, герметично выведенных через днище корпуса измерительного преобразователя в контролируемую среду, на одном конце которых размещены катушки возбуждения,

подключенные на выход триггера управления, измерительный зонд, выполненный в виде пустотелого цилиндра с размещенными в нем .магнитами, свободно закрепленного вне корпуса измерительного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона рабочих температур, он снабжен акустическими регистрирующими нреобразователями, выполненными в виде генератора синусоидальных колебаний, и подключенных на его выход двух ньезоэлектрических излучателей, расположенных в контролируемой среде и акустически связанных с двумя приемными преобразователями, на выход которых подключены усилители-детекторы, соединенные со входами триггера управления, при этом на измерительном зонде закреплен акустический экран, выполненный в виде металлической пластинки, которая входит в зазоры между пьезоэлектрическпми излучателями и приемными преобразователями в крайних положениях измерительного зонда.