Устройство для измерения вязкости Советский патент 1981 года по МПК G01N11/00 

1

Изобретение относится к приборостроению, а именно к вискозиметрам, и может быть использовано для измерения вязкости различных жидкостей и расплавов в промышленных условиях.

Известно устройство для измерения вязкости , содержащее измерительную камеру, связанную через клапан с системой подачи газа, емкостный датчик контроля уровня исследуемой жидкости в измерительной камере и приспособление для компенсации изменений уровня и атмосферного давления, выполненное в виде компенсационной трубки, погруженной в жидкость и связанной через дроссель с измерительной камерой. В устройстве вязкость определяется.по времени заполнения измерительной камеры исследуемой жидкостью до заданного уровня, фиксируемого емкостным датчиком Cll

Однако устройство не обеспечивает достаточной точности измерения и надежности при работе на агрессивых, высокотемпературных жидких средах, когда значительно ухудшаются точностные характеристики емкостного датчика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является, устройство для измерения вязкости, содержащее измерительную амеру в виде пневмотрубки, измерительный преобразователь с входной и компенсационной камерами, в котором входная камера соединена с измерительной камерой и через дроссель - с компенсационной ка-мерой, и устройство для поддержания границы раздела газ-исследуемая сре0да. Вязкость в устройстве определяется по времени изменения давления в измерительной камере между двумя его фиксированными значениями {2 ,

Недостатком данного устройства

5 является низкая точность измерения из-за влияния колебаний температуры исследуемой среды.

Цель изобретения - повышение точ-: ности измерения.

0

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения вязкости, содержащем измерительную камеру в виде пневмотрубки с дросселем, измерительный преобразователь с вход5ной и компенсационной камерами, в котором входная камера соединена с измерительной камерой и через дроссель - с компенсационной камерой, систему поддержания границы раздела

0 газ-исследуемая среда, подключеную к компенсационной камере, дросель расположен в нижней части измеительной камеры, погружаемой в иследуемую среду.

На чертеже приведена схема предагаемого устройства.

Устройство содержит измерительную камеру 1 в виде пневмотрубки,соединенную с входной камерой 2 измерительного преобразователя 3 и -через россель 4 - с компенсационной камерой 5 измерительного преобразоватея, приспособление для поддержания границы раздела газ-исследуемая среа, состоящее из реле 6 давления, впускного 7 и выпускного 8 клапанов, соединяющих компенсационную камеру соответственно с источником газа к атмосферой, датчик- пневмоимпульссв, выполненный в виде сильфона 9 с электромагнитом 10, блок 11 управления и измеритель 12 времени. Измерительный преобразователь выполнен в контактном исполнении: контакты 13 замыкаются при смещении чувствительного элемента преобразователя в сторону входной камеры 2 и контакты 14 при смещении его в противоположную сторону.

Устройство работает следующим образом,

В исходном положении вследствие выравнивания давлений во входной 2 и компенсационной 5 камерах измерительного преобразователя 3 через дроссель , 4 в измерительной камере 1 устанавливается граница раздела газисследуемая среда на уровне, определяемом настройкой реле б давления. При отключенном магните 10 и растянутом сильфоне 9 чувствительный элемент измерительного преобразователя смещен в сторону входной камеры 2, контакты 13 замкнуты и блок 11 подает сигнал на включение измерителя 12 времени. Под действием гидростатического давления, превышающего давление газа в измерительной камере 1, жидкость поднимается вверх, уменьшая величину рабочего объема газа в измерительной камере и увеличивая давление в ней. При достижении заданной величины давления контакты 13 размыкаются и блок 11 управления отключает измеритель 12 времени. Одновременно блок управления включает электромагнит 10 на сжатие сильфона 9.Давление газа в рабочем объеме устройства возрастает и мембрана измерительного преобразователя 3 смещается в сторону компенсационной камеры 5, замыкая контакты 14. Блок 11 управления снова включает измеритель времени. Жидкость под действием пневмоимпульса вытесняется из измерительной камеры 1 и рабочий объем устройства увеличивается, а давление газа падает. При достижении заданной величины давления контакты 14 размыкаются,

блок управления отключает измеритель 12 времени и электромагнит 10, сильфон 9 растягивается, увеличивая рабочий объем устройства. Снова замыкаются контакты 13, включается измеритель 12 времени и цикл измерения повторяется. Скорость перемещения жидкости в измерительной камере, выполненной в виде калиброванной трубки, зависит от вязкости исследуемой жидкости и регистрируется измерите-, лем 12.

Постоянство разности давлений действующих на столб жидкости, пере щаемой в измерительной камере 1, достигается с помощью приспособления для стабилизации границы раздела газисследуемая среда. При изменении этой разности,например вследствие изменения давления над поверхностью исследуемой жидкости, температуры газа в рабочем объеме, утечек газа и т.д., срабатывает реле б давления, включая клапан 7 для подачи давления газа от источника или клапан 8 для выпуска его в атмосферу. В результате, благодаря связи компенсационной камеры с измерительной через дроссе,ль, в последней устанавливается заданное давление.

При установке дросселя 4 в погруженной части измерительной камеры 1 ОН одновременно с функцией выравнивания давлений в камерах измерительного преобразователя 3 выполняет роль термокомпенсатора вязкости. Так как дроссель погружен в жидкость, изменение ее температуры приводит к изменению температуры газа, протекающего через дроссель, и его вязкости. В свою очередь изменение вязкости газа сказывается на расходе его через дроссель, а следовательно, скорости изменения давления его в измерительной камере. Так, при увеличении температуры исследуемой жидкости уменьшается ее вязкость и увеличивается вязкость газа. В результате уменьшения вязкости жидкости возрастает скорость ее перемещения в измерительной камере и соответственно возрастает скорость изменения давления газа. А в результате увеличения вязкости газа уменьшается его расход через дроссель и снижается скорость изменения давления в измерительной камере. Аналогичная термокомпенсация вязкости происходит при уменьшении температуры. При правильно подобранном сопротивлении дросселя составляющая скорости изменения давления газа в измеритель ной камере, обусловленная влиянием температуры, может быть скомпенсирована с достаточной точностью.

Предлагаемое устройство для измерения вязкости отличается от известных простотой конструкции, надежностью в работе и может быть использовано для промышленных измерений при

контроле агрессивных сред, высокотемпературных расплавов, при работе во взрывоопасных условиях.

Формула изобретения i

Устройство для измерения вязкости, содержащее измерительную камеру в виде пневмотрубки с дросселем, измерительный преобразователь с входной и компенсационной камерами, в котором входная камера соединена с измери- . тельной камерой и через дроссель с компенсационной камерой, систему

поддержания границы раздела газ-исследуемая среда, подключенную к компенсационной камере, отлича ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, дроссель расположен в нижней части измерительной камеры, погружаемой в среду,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3782173, кл.С 01 N 11/00, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 594432, кл.С 01 ьИ/ОО, 1976 (прототип).