Вискозиметр Советский патент 1981 года по МПК G01N11/10 

(54) ВИСКОЗИМЕТР

1

Изобретение относится к технике измерения вязкости и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промьшшенности.

Известно-устройство для измерения вязкости жидких сред в промышленных условиях, содержащее- измерительный преобразователь и измерительную схему. Чувствительным элементом измерительного преобразователя является стержень, закрепленный на эластичном элементе, который является одновременно перегородкой, отделяющей контролируемую среду.от соленоида, регистриру одего элемента и измерительной схемы.

Нижняя часть стержня погружена в контролируемую среду, а верхняя, расположенная у соленоида, соединена с пружиной.

При подаче напряжения на соленоид стержень притягивается к нему, растягивая пружину. При отключении напряжения пружина возвращает стержень в исходное положение. Время, в течение которого стержень движется под действием пружины, однозначно зависит от величины вязкости среды. Измерение воемени осуществляется с помощью

регистрирующего элемента и измерительной схемы Cl 1

Однако устройство может быть использовано только при атмосферном давлении. Применен ие его для измерений вязкости в технологических аппаратах и трубопроводах при избыточных давлениях невозможно.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вискозиметр, содержащий измерительную схему и измерительный преобразователь, включающий регистрирукадий элемент, приводной механизм, чувствительный элемент в форме цилиндрической оболочки, шток, установленный внутри чувствительного элемента и соосно с ним четыре сильфона, два из которых использованы для крепле- . НИН чувствительного элемента к корпусу преобразователя, а два других для соединения корпуса со штоком.

Контролируемая среда прокачивается между штоком и чувствительным эле.25 ментом. При вынужденных колебаниях штока, осуществляемых с помощью приводного механизма, колебания штока, вследствие вязкого трения , передаются на чувствительный элемент. По

30 амплитуде колебаний чувствительного

элемента,измеряемой с помощью регистрирующего элемента и измерительной схемы, судят о величине вязкости среды 2.

Однако в вискозиметре при изменении расхода прокачиваемой через измерительный преобразователь среды чувствительный элемент будет смещаться в направлении потока, а сильфоны, на которых он закреплен, деформироваться. Это поиволит к увеличению жесткости сильфонов,а, следовательно к уменьшению амплитуды колебаний чув ствительного элемента при той же вязкости, т.е. к дополнительной погрешности измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем то в известном вискозиметре, содержащем измерительную схему и заключенный в корпус измерительный преобразователь, включающий регистрирующий элемент, чувствительный элемент и шток с двумя парами соосных ему и установленных последовательно сильфонов, связанный с приводным механизмом, в измерительный преобразователь дополнительно введены силоизмерительное устройство, стержень и две рамки одна из которых жестко связана с корпусом измерительного преобразователя ивнешними.торцами первой пары сильфонон, а вторая рамка прикреплена к внутренним торцам этих сильфонов и внешним торцам второй пары сильфонов и соединена с помощью штока с приводным механизмом и силоизмерительным устройством, связанным с чувствительным элементом посредством стержня, проходящего внутри штока.

На фиг. 1 представлена блок-схема вискозиметра; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит приводной механизм 1, шток 2, измерительный преобразователь 3, корпус 4 преобразователя, первую рамку 5/ подшипник б скольжения, вторую рамку 7, сильфоны 8-11, чувствительный элемент 12, силоизмерительное устройство 13, стержень 14, ограничитель 15, измерительную схему 16, регистрирующий элемент 17.

Вискозиметр работает следующим образом.

При движении штока 2 вниз под действием приводного механизма 1 одновременно со штоком движется рамка 7, силоизмерительное устройство 13, стержень 14 и чувствительный элемент 12. При этом исследуемая среда в зазоре между рамкой 5 и чувствительным элементом 12 подвергается сдвигу, Усилие вязкого трения через чувствительный элемент 12 и стержень 14 передается на силоизмерительное устройство 13, в качестве которого используется емкостной датчик давления. При движении штока 2 вверх перемещение чувствительного элемента в исходное состояние осуществляется с помощью ограничителя 15. Усилие вязкого трения на силоизмерительное устройство 13 при этом не пе редается.

За счет того, что движение штока 2 в зоне срабатывания регистрирующего элемента 17 осуществляется с пос-тоянной скоростью, усилие, фиксируемое силоизмерительным устройством при одной и той же вязкости исследуемой среды, в эти моменты постоянно. Это усилие преобразуется измерительной схемой 16 в выходное напряжение, пропорциональное величине вязкости.

Сильфоны 8 и 9 служат для герметизации преобразователя и деформируются при перемещении штока 2. Сильфоны 10 и 11, закрепленные в рамке 7 перемещаются вместе с этой рамкой и практически не деформируются, так как вход мембраны емкостного датчика не превышает 0,1 мм.

В связи с тем, что деформация силфонов, на которых закреплен чувствительный элемент, практически отсутствует, их жесткость на показаниях не сказывается. Кроме того, данная конструкция преобразователя позволяет исключить влияние измерения расхода на показания, в связи с тем, чт поток анализируемой среды направлен не вдоль, а поперек сильфонов.

Формула изобретения

, Вискозиметр, содержащий измерителную схему и заключенный в корпус измерительный преобразователь, включающий регистрирующий элемент, чувствительный элемент и шток с двумя парами соосных ему и установленных последовательно сильфонов, связанный с приводным механизмом, отличающийся тем, что, с целью повьпиения точности измерения, в измерительный преобразователь дополнительно введены силоизмерительное устройство стержень и две-рамки, однаиз которы жестко связана с корпусом измерительного преобразователя и внешними торцами первой пары сильфонов, а вторая рамка прикреплена к внутренним тордам этих сильфонов и внешним торцам второй пары сильфонов и соединена с помощью штока с приводным механизмам и силоизмерительным устройством, связанным с чувствительным элементом посредством стержня, проходящего внутри штока.

Источники информации, принятые во внимание при экспер,тизе

2. Патент Англии № 1227737, кл. G 1 S , 1969 (прототип).