Устройство для измерения вязкостижидКОСТЕй Советский патент 1981 года по МПК G01N11/14 

(54) yCTPC iCTBO ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к устройствам для измерения вязкости жидкостей, в частности к ротационным вискозиметрам, и может быть использовано в производстве химических волсжон или пленок. Известен ротационный вискозиметр, содержащий взаимосвязанные силоизмеригель в виде преобразователя перемещения привод и чувствительный элемент til Известен ротацисиный вискозиметр, содержащий корпус и расположенный внут ри него вращаемьй с постоянной сксростью ротор, пластину, жестко закрепленну на силоизмерительном элементе и установ ленную так, что зазс между поверхность ротора и пластиной сужен в направлении вращения ротора iZ. Устройство характеризуется погрешностью измерений, обусловленной влиянием Динамического напора измеряемся среды на чувствительный элемент. Известно также устройство для измерения вязкости растворов,, содержащее проточный корпус, врашаемМ с постоянной скоростью конусный диск-ротор и чувствительный элемент в виде двух механически связанных секторов, охватывающих часть диска-ротора и соединенных посредством рычага со схемой регистрации. Устройство позволяет непрерывно обновлять испытуемую среду, а также имеет сравнительно малое сопротивление чувствительного элемента (секторов) динамическому напору контролируемой среды, что дает возможность использовать его в условиях переменного расхода жидкости з. Однако это устройство характеризуется недостаточной надежностью в работе из-за жесткой связи чувствительного элемента с пневмосиловым преобразователем, а также погрешностью измерения от проскальзывания ротора и деформации чувствительных секторов. Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения вязкости жидкостей, содержащем прогонный корпус , и расположенный в нем вращаемый с постоянной скоростью poTof), чувствительный элемент в виде двух механически связанных пластин, жестко соединенных с рычагом, и схему регистрации, пластины чувствительного элемента выполнены в форме сегментов с другой окружHociK с центром в точке поворота рычага, а ротор выполнен в виде кольца, рабочие поверхности которого и поверхности чувствительного элемента снабжены рифлениями. На чертеже представлена принципиаль ная схема устройства. Устройство содержит проточный корпус 1, ротор-кольцо 2, чувствительный элемент (сегменты) 3, рычаг 4; схему регистрации, включающую узел 5 соплозаслонка, сильфон 6 обратной связи, пне мореле 7, входной 8 и выходной 9 штуцеры реле и пружину lOj а также металлическую мембрану 11с центром поворо та рычага. Устройство работает следующим образом. Через корпус 1 непрерывно протекает измеряемая жидкость. При вращении ротора 2 боковая поверхность кольца за счет вязкостных сил увлекает в зазор между секторами жидкость, где вследствие сдвиговыхнапряжений измеряемой жидкости возникает усилие, действующее на чувствительный элемент 3. В результате рычаг 4 поворачивается относитель но своего центра - металлической мембр ны 11 - и действует через пружину 1О на пневмосиловой преобразователь, который изменяет свой сигнал на выходе про порционально изменению вязкости жидкости растворов. Отсутствие жесткой связи чувствительного элемента с преобразо вателем существенно повыщает надежнос и стабильность работы вискозиметра, так как чувствительный элемент и преобразо ватель не испытывают перенапряжений и ударов. Известно, что усилие. Действующее на чу ветви тел ь.ный элемент вискозиметра равно P K -K -KjK -Kj-W коэффициенты, учитываюгде К , - К, щие активную площадь пластин, рабочий зазор, деформацию пластин, про скальзывание и направле ние равнодействующей силы относительно центра поворота Датчика; W - вязкость измеряемой жидкости. Из формулы видно, что линеаризация выходного сигнала Р (У) возможна лишь при условии постоянства коэффициентов К -Кс . Предлагаемое техническое решение обеспечивает постоянство указанных коэффициентов, вследствие чего выходной сигнал достаточно линеаризирован. При смещении чувствительного элемента постоянство активной площади пластин рабочего зазора и направления равиодействующей силы обеспечивается тем, что чувствительный элемент выполняют в форме сегмента с дугой окружности с центром в точке поворота рычага, при этом длина дуги и стрела сегмента выбираются с учетом допустимого углового перемещения чувствительного элемента. Погрешность измерения, обусловленную Деформацией чувствительных пластин (сегментов), уменьшают за счет уменьшения размеров сегментов, исходя из того,что полезное усилие, действующее на чувствительный элемент вискозиметра, Б основном расположено в диаметральной плоскости, ближе к краю диска, где наиболее велика окружная (линейная) скорость. В связи с этим диск вискозиметра выполняют в виде кольца с боковыми рабочими поверхностями, а сегменты чувствительного элемента охватывают лишь щирину кольца диска. Таким образом, сокращается площадь чувствительных пластин при достаточном сохранении полезного усилия. Известно также, что усилие, действующее на чувствительный элемент, возникает за счет сдвиговых напряжений измеряемой среды, однако при определенных условиях, например уменьшении вязкости измеряемой среды, возможно частичное проскальзывание диска или кольца, что приводит к искажению сдвчговьгх напряжений, а следовательно, к ошибке измерения. Для устранения этого недостатка рабочая поверхность кольца и сегментов снабжена рифлениями. Формула изобретения 1. Устройство для измерения вязкости жидкостей, содержащее проточнь й корпус и расположенный в нем вращаемый с постоянной скоростью ротор, чувствительный элемент в виде двух механически связанных пластин, жестко соединенных: с рычагом, и схему регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точносги измерений, пластины чувствительного элемента выполнены в форме сегментов с дутой окружности с центром в точке поворота рычага, а ротор выполнен в виде кольца с боковыми рабочими поверхностями.

2; Устройство по п. 1,отличающее с я тем, что рабочие поверхнос9 С

ecz

ти кольца и сегментов снабжены рифленими.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 575546, кл. Q 01 N 11/14, 1076.

№ 2О0310, G 01 N 11/14, 1967 (прототип).