Вискозиметр Советский патент 1979 года по МПК G01N11/16 

(54) ВИСКОЗИМЕТР

1 ,

Изобретение относится к вискозиметрам, основанным на апериодическом движении тела в среде, и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности для контроля технологических процессов, а также для научных исследований.

Известен вискозиметр, содержащий возбуждающую и измерительную схемы, измерительный зонд, выполненный либо в виде свободно подвешенного стержня, либо в виде свободно закрепленного цилиндра с размещенными в нем магнитами, регистрирующие и возбуждающие преобразователи 1.

Недостатком известного вискозиметра является относительно низкий верхний предел рабочей температуры (-f 60-f-+ 100°С), зависящий от типа регистрирующих преобразователей (герконов).

Известен вискозиметр, основанный на апериодическом движении тела в среде, который можно эксплуатировать при повыщенных давлениях и температурах контролируемой среды. Вискозиметр содержит возбуждающую схему с триггером управления, 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 катущки возбуждения, подключенные на выход триггера управления измерительный зонд, выполненный в виде пустотелого цилиндра с размещенными в нем магнитами, свободно закрепленного вне корпуса измерительного преобразователя, а также акустические регистрирующие преобразователи 2.

Недостатками известного вискозиметра являются увеличение погрещности измеренийпри работе в средах с резкопеременным коэффициентом поглощения акустического сигнала и ограничение верхнего предела рабочей температуры, определяемого типом применяемых пьезопреобразователей (для пьезоэлемента из ЦТС 19ч-+2 5°С, для пьезоэлемента из кварца х-ь500°С.). Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение диапазона рабочих температур. Поставленная цель достигается тем, что в известном вискозиметре, содержащем возбуждаюшую схему с триггером управления, на входы которого подключены усилителидетекторы, измерительную схему, измерительный преобразователь, включающий возбуждающие преобразователи в виде магнитопроводов и закрепленных на них катущек, измерительный зонд и регистрирующие преобразователи, состоящие из звукопроводов, полуволновых экспоненциальных концентраторов и пьезоэлементов, регистрирующие преобразователи выполнены в виде двух звукопроводов, верхние торцы которых жестко соединены через полуволновые экспоненциальные концентраторь их меньщим сечением с пьезоэлементами, подключенными на вход усилителей-детекторов, а нижние торцы служат упорами для измерительного зонда с возможностью совершения удара по ним в крайних положениях зонда, при этом звукопроводы и концентраторы являются одновременно магнитопроводами. Изложенная сущность изобретения- поясняется примером его выполнения и чертежом, где изображена функциональная схема вискозиметра. Вискозиметр состоит из возбуждающей и измерительной схем и измерительного преобразователя. Измерительный преобразователь содержит герметичный корпус 1, катущки возбуждения 2 и 3, кронштейн 4, на конце которого в камневых опорах закреп лен измерительный зонд 5, выполненный в виде стержневого магнита, удлиненные магнитопроводы, состоящие из звукопроводов 6 и 7 и акустических полуволновых экспоненциальных концентраторов 8 и 9, пьезоэлементы 10 и 11, жестко связанные с меньщим основанием кбнцентраторов, акус тические демпферы 12, предназначенные для развязки измерительного преобр азователя От производственных вибраций и концентраторов между собой, Возбуждающая схема содержит источник птания 13, нагрузкой которого являются катущки возбуждения 2 и 3, подключенные к его выходу через коммутатор 14, управлениё которого подключено к выходам триггера управления -15. Управляющие входы триггера соединены с пьезоэлементами 10 и II через усилители-детекторы 16 и 17. Измерительная схема содержит измеритель Периода колебаний 18, подключенный к одному из выходов триггера управления 15. Вискозиметр работает следующим образом. При нахождении правого плеча триггера управления 15 в закрытом состоянии катущки 2 и 3 запитываются от источника питания 13 таким образом, что измерительный зонд 5 притягивается к правому звукопроводу 6 и отталкивается от левого 7. При касании измерительного зонда 5звукопровода 6, являющегося для него упором, вследствие удара вырабатывается акустический импульс, который, распространяясь по Звукопроводу 6 и усиливаясь полуволновым экспоненциальным концентратором 8, достигает пьезопреобразователя 11, где происходит преобразование акустического сигнала в электрический импульс, поступающий на усилитель-детектор 16. После усиления и формирования усили елем-детектором 16 короткий импульс поступает на первый вход триггера управ 1ения 15 и опрокидывает его, после чего полярность напряжения, запитывающего катушки, изменяется на противоположное и измерительный зонд 5 отталкивается от звукопровода 6 и притягивается к левому Звукопроводу 7, при соприкосновении с которым измерительного зонда 5 образуется акустический импульс, распространяющийсяпо Звукопроводу 7. Импульс усиливается концентратором 9, преобразуется пьезоэлементом 10 в электрический сигнал и после усиления и формирования усилителем-детектором 17 опрокидывает триггер 15, после чего движение из.мерительного зонда 5 реверсируется. Для исключения влияния на результаты измерений производственных вибраций и случайных ударов корпус 1 измерительного преобразователя снабжен акустическими демпферами 12, препятствующими прохождению в экспоненциальные полуволновые концентраторы 8 и 9 поперечных колебаний. Таким образом, применение регистрирующих преобразователей, состоящих из звукопроводов 6 и-7, экспоненциальных полуволновых концентраторов 8 и 9 и пьезоэлементов 10 и II выгодно отличает вискозиметр от прототипа, так как позволяет повысить точность измерений и надежность в средах с резкопеременным затуханием акустического сигнала, а также расширить диапазон рабочих температур за счет вьгноса пьезоэлементов из контролируемой среды. Формула изобретения Вискозиметр, содержащий возбуждающую схему с триггером управления,,на входы которого подключены усилители-детекторы, измерительную схему, измерительный преобразователь, включающий возбуждающие преобразователи в виде магнитопроводов и закрепленных на них катушек, измерительный зонд и регистрирующие преобразователи, состоящие из звукопроводов, полуволновых экспоненциальных концентраторов и пьезоэлементов, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений и расширения диапазона рабочих температур, регистрирующие преобразователи выполнены ввиде двух звукопроводов, верхние торцы которых жестко соединены через полуволновые экспоненциальные концентраторы их меньшим сечением с пьезоэлементами, подключенными на вход усилите.сй-детекторов, а нижние торцы служат уйорами для измерительного зонда, при этом звукопроводы и концентраторы служат магнитопроводами.

Источники информации, принятые во внимание приэкспертизе

2.Заявка №2401379/25, кл. G 01 N 11/16, 1976, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.