ВИСКОЗИМЕТР Советский патент 1929 года по МПК G01N11/16 

Существующие приборы для определения вязкости жидкостей могут быть поделены на 2 категории: одни дают вязкость сразу в абсолютных единицах (принципы другие - относительную вязкость сравнительно с водою (приборы систем Энглера). Первые требуют большого количества жидкости, методика определения довольно сложна. Принцип Энглера прост, но недостаточно точен. Причина в том, что просвет капиляра нельзя считать одинаковым при протекании различных жидкостей, так как толщина пристеночного неподвижного слоя жидкости различна для разных материалов, благодаря чему изменяется просвет капиляра. Поэтому для очень вязких жидкостей получаются слишком высокие числа.

В основу предлагаемого вискозиметра положен следующий принцип.

Физический маятник, качаясь в воздухе, совершает затухающие колебания, все время, уменьшая свою амплитуду. Это уменьшение размахов, или декремент, можно вычислить, сосчитав число качаний маятника до затухания на какую-нибудь определенную часть дуги (например, от 3° до 2°). Если диск, который прикреплен к нижнему концу маятника, погрузить в исследуемую жидкость и дать маятнику тоже отклонение (3°), то в связи с трением жидкости о поверхность диска затухание колебаний маятника пойдет быстрее, и для затухания на ту же величину (от 3° до 2°) потребуется меньше колебаний.

Из этих данных вычисляется вязкость в абсолютных единицах по формуле:

где Р - вес маятника, - его длина, S - полная поверхность диска, R - расстояние от точки опоры до центра диска, t₁ - время одного качания в воздухе (полупериод), t₂ - время одного качания при погружении диска в жидкость, р - декремент при качании диска в жидкости, q - декремент в воздухе, d - линейная величина, зависящая от толщины слоя жидкости в резервуаре (перпендикулярно направлению движения маятника). В виду того, что величины Р, d, S, R для данного прибора постоянны, то первую часть формулы можно заменить постоянным для данного прибора коэффициентом С, который может быть получен и эмпирически, t₁ и t₂ получаются от деления времени качания на число качаний, а р и q определяются из формулы

где А и А¹ начальная и конечная амплитуды, а n и m - число полных качаний в жидкости и воздухе.

Для отсчета углов А и А¹ имеется тикала с делениями в 0,1°, а в стержне маятника имеется окошко с протянутой вертикальной нитью; наблюдение производится при помощи лупы.

При постоянных А и А¹ (2° и 3°) отсчитывание числа качаний может быть произведено и автоматически. Для этого имеется ртутный прерыватель, куда налито столько ртути, чтобы погружение в ртуть платиновых электродов, прикрепленных к оси маятника (замыкание тока), происходило лишь при качании маятника в пределах от 3° до 2°. Борны и - соединяются с источником тока и электрическими часами, которые показывают число качаний в этих пределах.

На чертеже фиг. 1 изображает вид спереди предлагаемого вискозиметра, фиг. 2 - вид сбоку, частично в разрезе.

Предлагаемый вискозиметр состоит из диска 2, который съемно (прикреплен к маятнику 1. Упомянутый диск 2 при колебаниях маятника совершает перемещения в испытуемый жидкости, налитой в сосуд 3. Маятник подвешен на перемещаемой по винту 4 вверх и вниз опоре 5 и снабжен визирным приспособлением в виде окна с натянутой в нем вертикальной нитью для отсчета по шкале 7 углов отклонения. На задней стенке прибора укреплен ртутный прерыватель в виде двух платиновых проволок i, i, которые помещены в V-образную трубку Н со ртутью. В целях отклонения маятника на определенный угол, при вискозиметре имеется приспособление, состоящее из двух упорных стержней е и е₁, при чем стержень е устроен так, что он может быть устанавливаем на желаемом расстоянии от маятника 1, между тем стержень может перемещаться свободно и находится под действием пружины 8.

Для получения вязкости при разных температурах резервуар с исследуемой жидкостью помещается в особой нагревательной ванне, где протекает вода желаемой температуры. Прибор снабжен арретивом, которым пользуются при вдвигании ванны с резервуаром для жидкости, при бездействии прибора, а также при смене диска.

Для определения вязкости требуется около 10 куб.см. исследуемой жидкости; определение производится в течение 5-10 сек., что имеет значение для исследования физиологических жидкостей, напр., крови и т.п.

1. Вискозиметр, служащий для определения вязкости жидкости по наблюдению затухания колебаний пластинки, погруженной в данную жидкость, и в воздухе, отличающийся тем, что он состоит из диска 2, съемным образом прикрепляемого к маятнику 1 и могущего при качаниях маятника совершать перемещения в испытуемой жидкости, наливаемой в сосуд 3, каковой маятник 1, подвешенный на передвижной вверх и вниз по винту 4 опоре 5, снабжен визирным приспособлением б в виде окна с натянутой в нем вертикальною нитью для отсчета по шкале 7 углов отклонения и ртутным прерывателем в виде двух платиновых проволок ii, помещенных в V-образную трубку Н со ртутью, укрепленную в задней стенке прибора.

2. В охарактеризованном в п. 1 вискозиметре применение приспособления для отклонения маятника на определенный угол состоящего из двух упорных стержней е и е₁, из коих стержень е устроен устанавливающимся на желаемом расстоянии от маятника 1, а стержень е₁ может свободно перемещаться и находиться под действием пружины 8.