Вискозиметр для жидких сред Советский патент 1982 года по МПК G01N11/16 

Поставленная цель достигается тё что в вискозиметре для жидких сред, содержащем сосуд для измеряемой жид кости, чувствительный элемент с тягой, погружаемый в измеряемую жидкость и соединенный под углом 90 с плечом рычага, второеПлечо которого связано с виброизмерителем, камеру для подачи сжатого воздуха и привод, чувствительный элемент выпол«ен в форме шара, сосуд для измеряемой жидкости дополнительно сод жит перфорированную перегородку вну три и прикрепленный к его стенке шток, соединенный с поршнем,одна по верхность которого рвязана с пружиной, вторая, противоположная ей,являётся стенкой камеры для подачи сжатого воздуха, а привод выполнен в виде генератора управляющих пилообразных сигналов, соединенного каналом с камерой для подачи сжатого воздуха. На фиг. 1 изображен вискозиметр для жидких сред; на фиг.2 - диаграм мы изменения управляющего и выходного сигнала во времени. Вискозиметр содержит сосуд. 1 для измеряемой жидкости с перфорированн цилиндрической перегородкой 2,чувствительный элемент в форме шара 3, погруженный в анализируемую среду, связанный жестко при помощи тяги 4 под углом 90° с двуплечим рычагом 5 Рычаг 5 с противовесом б соединен с виброизмерителем 7 (например с серийным Электрическим силовым преобразователем типа УБ-Э). Сосуд 1 для измеряемой жидкости при помощи подвижного штока 8 жестко соединен с поршнем 9 (например , серийного пневматического поршневого исполнительного механизма типа ПСП-1}.Поршень через пружину 10 связан с внут ренней поверхностью стенки камеры 11 для подачи сжатого воздуха.Камера для подачи сжатого воздуха соеди иена каналом для подачи сжатого воз духа с генератором 12 управляющих пилообразных сигналов (ГУПС). Устройство работает следующим об разом. Анализируемая жидкость поступает в. кольцевое пространство между стен кой сосуда 1 для измеряемой жидкости и перфорированной цилиндрической перегородкой 2 и далее заполняет весь сосуд. Такая конструкция сосуда обеспечивает постоянные гидродинамические условия внутри измерител ного сосуда независимо от скорости поступления анализируемой жидкости. До включения ГУПС 12 давление в камере 11 для подачи сжатого возду.ха исполнительного механизма равно нулю и поршень 9, а значит и сосуд 1 для измеряемой жидкости, под действием пружины 10 занимают нижнее положение. В этот момент на шарик 3 действуют две силы: сила тяжести и выталкивающая сила со стороны анализируемой жидкости, имекидей определенную плотность. Так как сила тяжести шарика уравновешивается противовесом 6, электрический силовой преобразователь 7 (вибрризмеритель) выдаст выходной сигнал Pgbix пропорц-ио-; альный выталкивающей силе выт 1Фиг. б). Для пуска устройства в работу включают ГУПС 12, который вырабатывает управляющий сигнал,нарастающий . по амплитуде с постоянной скоростью (фиг.2 .а) . Поршень 9 под действием- управляющего сигнала с постоянной скоростью передвигается вверх,увлекая за собой сосуд 1 для измеряемой жидкости. Таким образом, шарик 3 с постоянной скоростью будет, опускаться в сосуде 1 для измеряемой жидкости вниз.При .этом на шарик 3 будет дей ствовать вертикально вверх сила сопротивления F, величину которой можно определить по формуле Стокса .для реальных условий движения (4-b2) (1) где Д - динамическая вязкость измеряемой жидкости, г - радиус шарика, у - скорость движения шарика по отношению к измеряемой жидкости, R - радиус сосуда, в котором движется шарик. При равномерном движении шара в жидкости ВНИЗ выходной сигнал виброизмарителя 7 увеличивается на величину пропорциональную силе сопротивления F (фиг. 26).. При достижении максимума по величине управляющего сигнала поршень останавливается, сила F О,выходной сигнал силового преобразователя возвращается к прежней величине, пропорциональной выталкивающей силе РВЫТ ; давление управляющего сигнала начинает равномерно уменьшаться. Поряаень 9 под воздействием пружины движется вниз, направление движения сосуда 1 для измеряемой жидкости также меняется на противоположное (вниз). Влействие этого сила вязкого сопротивления F действует вертикально вниз, соответственно уменьшая амплитуду выходного сигнала электрического силового преобразователя. При достижении минмиальиого значения управляющего сигнала устройство находится в исхолном состоянии и, благодаря работе ГУПС, циклы повторянэтся. . Таким образом, на выходе силового преобразователя обеспечивается формирование прямоугольных сигналов,

амплитуда которых пропорциональна величине 2 F. При этом л1калу вторичного регистрирующего прибора легко отградуировать, так Как при постоянной скорости движения шарика 3 формула (1) примет ВИД . .

,. (2)

гдеk - постоянный расчетный коэффициент

Величина выходного сигнала преобразователя равна

,, (3)

где К- - настроечная (постоянная) -величина преобразователя

для за;данного диапазона

измерений. Подставляя (2) в (3). получим

РъЬ1Х--2К2М%Л (4) - передаточный коэффициент.

где К.

характеризующий конструктивные особенности и на строечную величину преобразователя (виброизмерителя) .

Таким образом, получен выходной сигнал преобразователя,амплитуда которого зависит только от вязкости,а влияние плотности анализируемой жидкости исключается.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства выражается в повышении точности измерения вязкости анализируемой жидкости..

Кроме того, реализация изобретения позволит упростить метрологическое обеспечение измерений вязкости.

изобретения

Вискозиметр для жидких сред,содержащий сосуд для измеряемой жидкости, чувствительный элемент с тягой, погружаемый в измеряемую жид0кость и соединенный под углом 9о с плечом рычага, второе плечо которого связано с виброизмерителем,камеру для подачи сжатого воздуха и привод, отличающийся тем,

5 что, с целью повышения точности измерения, чувствительный элемент выполнен в форме шара, сосуд для измеряемой жидкости дополнительно содержит перфорированную цилиндричес0кую перегородку внутри и прикрепленный к его стенке шток, соединенный с поршнем, одна поверхность которого связана с пружиной, вторая, противоположная ей, является стенкой камеры для подачи, сжатого воздуха,

5 а привод выполнен в виде генератора управлякяцих пилообразных сигналов, соединенного каналом с камерой для подачи сжатого воздуха.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР. №709983, кл. G 01 N 11/10, 1980.

2.ABTOfJCKoe свидетельство СССР № 640177, кл. G 01 N 11/16, 1977

5 (прототип).