Ротационный вискозиметр Советский патент 1980 года по МПК G01N11/14 

(54) РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

Изобретение относится к технике измерения вязкости текучих сред с помощью вращающихся теп и может быть испопьзо вано для определения вязкости кормосмесей, применяемых на промышленных свиноводческих комплексах, а также в пищевой и других отраслях промышленности. Известен ротационный вискозиметр, сод жащий электродвигатель с лопастью и устройство для измерения вращающего момента 1. Этот вискозиметр дает погрешность в измерении вязкости, связанную с износом и изменениями парамет ров электродвигателя (от температуры, колебаний питакицего напряжения и т. п.). Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ротацио ный вискозиметр, содержащий электродвигатель с лопастями, измеритель, выполненный в виде торсионного вала, в двух сечениях которого расположены электроемкостные модуляторы, автогенераторы 2j Этот вискозиметр сложен по ковютрукции и имеет низкую точность. Цепью изобретения является повышение точности измерения вязкости с одновременным упрощением конструкции вискозиметра. Достигается это тем, что в ротационный вискозиметр введен измеритель вр&мяимпульсных интервалов, причем электроемкостные модуляторы подключены к резонансной системе одного и того же автогенератора, а выход этого автогенератора соединен с измерителем времянмпупьсных интервале через введенные в схетлу два параллельно соединенные узкополосные селектора с разнесенными резонансными частотами. На фиг. 1 изображена принципиальная блок-схема ротационного вискозиметра; на фиг. 2 показано прохождение и форма сигналов, поясняющих работу устройства; на фиг. 3 показаны временные диаграммы сипшпов. Предлагаемое устройство содержит емкость 1 с исследу ым продуктом, врашающиеся лопасти 2, торсионный вал 3, диски 4 и 5 из диэлектрика, модулируюшие электроды 6 и 7, рабочие электроды 8 и 9 емкостных датчиков, общие электроды 10 и 11 емкостных датчиков, автогенератор 12, кварцевые фильтры 13 и 14, Т-триггер 15, вольтметр 16. На фиг. 3 показаны: За - зависимость частоты на выходе автогенератора F от времени, 36 - сигналы на выходе кварцевых резонаторов, Зв - зависимость напряжения U на выходе Т-триггера, Зг - среднее напряжение на входе вольт метра. В «viKOCTH 1, заполненной исследуемым продуктом, находится лопасть 2, расположенная на конце вала - торсиона В двух сечениях вала 3 установлены диски 4 и 5 из диэлектрика. На дисках 4 и 5 установлены модулирующие эпект роды 6 и 7, выполненные в виде электр проводных пластин по окружности дисков 4 и 5 на дуге 18оРи смещенные одна относительно другой на угол 90 при отсутствии продукта в емкости 1. Нижний конец вала 3 соединен с приводом (на чертеже не показан), ектроды 8-11 двух емкостных датчиков устано лены попарно, одинаково относительно вала 3 с зазорся от дисков 4 и 5. Оба рабочих электрода 8 и 10 включены в резонансную систему автогенера тора 12, а электроды 9 и 11 подклю чены к общему приводу. Выход автогенератора 12 подключен к двум кварцевым фильтрам 13 и 14, соединенным параллельно. Выход кварце вых фильтров .подключен к входу Т-триг гера 15, который нагружен на ВОЛЬ-Рметр 16. Следует отметить, что количество модулирующих электродов 6 и 7 может быть больше, чем по одному на дисках 4 и 5. При этом длина дуги электрода должна равняться 360:2 п, где п - чи ло электродов в одном сечении вала, а сами электроды в двух сечениях вала должны быть смещены относительно друг друга на половину длины электродов. .Устройство работает следующим образом. При вращении лопасти 2 и отсутствк в емкости 1 исследуемого продукта торсионный вал 3 не скручен. Электроды 6 и 7 модулируют емкость датчиков 8-11 при повороте вала 3 следующим образом. В положении, показанном на фиг. 1, модулирующий электрод 6 взаимодейст вует с электродами 8 и 10, увеличивая их aviKOCTb. Частота автогенератора 1 понижается и проходит через значение рд , равное резонансной частоте фильтра 13, какпоказано на фиг. 2, на выходе фильтра 13 возникает импульс а, который перебрасывает триггер 15 в другое устойчивое состояние. При дальнейшем повороте вала еще на 90 взаимодействует модулятор 7 с эпект родами 9 и 11, частота автогенерат« ра понижается дополнительно и проходит через значение R, равное резонансной частоте фильтра 14, на выходе которого возникает импульс б (см. фиг. 2), который опрокидывает триггер 15 в первоначальное положение. При повороте вала 3 еще на 9Сг (всего 27(J) модулирующий электрод 6 выходит из взаимодействия с электродами 8 и 1О и частота автогенератора повышается и проходит снова через значение fii , в результате чего трипгер 15 опрокидьшается импульсом в, прошедшим через фильтр 14. При повороте вала 3 еще на 90°(всего 36,(f), модулирующий электрод 7 выходит из взаимодействия с электродами 9 и 11, частота автогенератора еще повышает ся, проходит через значение F , в результате чего импульс г, прошедший через фильтр 13, опять опрокидывает триггер 15. В последующие обороты вала 3 описанный процесс повторяется. Таким образом, частота автогенератора изменяется и проходит через резонансную частоту кварцевых фильтров через равные промежутки времени (Ц jt-a t как показано на фиг. 3. Соотношение времени состояний триггера 15 ровно единице, а среднее значение напряжения между выходами Т-тригтера равно нулю соответственно вязкости (см. фиг. Зг, 0 tn ). ./.Вследствие механической неточности изготовления модуляторов и электродов может быть отклонение от указанного соотношения, которое компенсируется, например, в выходном каскаде тригг&ра 15 или может быть учтено при тарировке. В схеме на фиг. 1 перед Т-триггеом не показан каскад формирования мпульса из сигнала автогенератора, прошедшего через кварцевый фильтр. Этот каскад выполняется в виде интегрирующего . Не показана

также интегрирующая цепочка на входе электроизмерительного прибора.

При наличии исжледуемого продукта в емкости 1 возникают вращакяпий момент и скрутка торсионного вала 3, пропоршюнальные вязкости продукта (мсмент t-t на фиг. З). Это приводит к задержке взаимодействия модулятора 6 с электродами 8 и 1О, в результате чего импульсы а и в на фиг. 2 задерживаются ( Ф Ь что приводит к пропорциональному изменению временного соотношения состояний триггера 5, как показано на фиг. Зв в моменты времени t i 2i ii 4i возникновению пропорционального среднего напряжения на выходе триггера 15, фиксирум ое вольтметрам 16, который градуируется в единицах вязкости (с линейной шкалой).

Использование данного изобретения позволяет повысить точность f нзмер&НИИ. . ..

Формула изобретения Ротационный вискозиметр, содержащий электродвигатель с лопастями, иэмеритель вращакяцего момента, выполненный Б виде торсионного вала, в двух сечениях которого расположены электроемкостные модуляторы, и автогенераторы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений с одновременш51М упрощение конструкции вискозиметра, в него введен измеритель врем импульсных интервалов, при

чем электройлкостные модулято кл подключены к резонансной системе одного и того же автогенератора, а выход этого автогенератора соединен с измерителем времяимпульсных интервалов червз

введенные в схему два параллельно соединенные узкополосные селектора с разнесенными резонансными частотами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

№ 241096, кл. Q 01 N 11/14, 1965.

№ 384054, кл. Q 01 N 11/14, 1971

(прототип).

Фиг.1

-олл15

h

г

3

3S

38

О

Фиг.1 н

/

t.

г ±

5