Вискозиметр с автоматическим приведением измеряемой вязкости к заданной температуре Советский патент 1982 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к устройствам для автоматического непрерывно го измерения вязкости жидких продуктов в технологических процессах и мо жет быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Известен вискозиметр СП, включающий датчик вязкости, датчик температуры, вторичный прибор и термокомпенсатор, подключенный между этими датчиками и вторичным прибором. Термокомпенсатор содержит сумматор, на один вход которого подается выходной сигнал вискозиметра, схему коррекции, подключенную между вторым входом и выходом сумматора, и выходной каскад, подключенный к выходу сум сумматора. Действие термокомпенсатора основано на использовании кусочно-линейной аппроксимации температур - Ой зависимости вязкости с последующим управлением обратной связью сумматора. Величина приведенной вязКОСТИ (без учета плотности) определяется из выражения npl-fut где ЧПР вязкость приведения; Чтек текущая вязкость; At - разность текущей температуры и температуры приведения;L - постоянная, определяемая при аппроксимации температурной зависимости отрезками в требуемом диапазоне температур. Недостатком этого вискозиметра является низкая точность измерения при изменении концентрации продукта, так как постоянная f определяется и задается только для одной концентрации продукта.. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вискозиметр с автоматическим приведе396нием измеряемой вязкости к заданной температуре, содержащий два датчика вязкости и два датчика температуры, попарно расположенные в двух измерительных зонах, между которыми создается разность температур и функциональный блок (термокомпенсатор), включающий два логарифмических преобразователя, вычитатель, блок умножения и суммирующий усилитель, охваченный нелинейной обратной связью при этом суммирующий усилитель одним входом подключен к выходу блока умножения, вход которого через вычитатель соединен с датчиком температуры, а вторым подключен к логарифмическому преобразователю сигнала датчика вязкости, расположенного в одной измерительной зоне с этим датчиком температуры. Регистратор подключен к выходу Суммирующего усилителя. Действие термокомпенсатора основано на вычислении температурного коэффициента вязкости путем лога. рифмирования и сравнения сигналов датчиков вязкости расположенных . в двух температурных зонах 2U, . , Недостатками известного вискозиметра являются применение двух датчиков вязкости и двух датчиков температуры, что приводит к увеличению погрешности измерения и приведения показаний вискозиметра за счет суммирования погрешностей каждого из датчиков при обработке информации, а также невозможность использования вискозиметра в технологических процессах, где невозможно создать разность температур между и мерительными зонами (например, в реакторах). Цель изобретения - повышение точ ности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в вискозиметр, содержащий датчик вязкости, датчик температуры вторичный прибор и термокомпенсатор включающий логарифмический преобраз ватель и вычитатель,подключенный ме ду датчиками и вторичным прибором, введен усилитель-формирователь с ре гулируемой глубиной обратной связи, примем датчик вязкости соединен с входной цепью логарифмического пре образователя, датчик температуры с входной цепью усилителя-формирова теля, а выходы логарифмического пре бразователя и усилителя-формироватея соединены с входами вычитателя. -На фиг. 1 представлена схема ; предлагаемого вискозиметра; на иг;-2графики, иллюстрирующие работу вискозиметра. Вискозиметр содержит датчик 1 вязкости, датчик 2 температуры, термокомпенсатор 3, логарифмический преобразователь k, усилитель-формирователь 5 с регулируемой глубиной обратной связи, вычитатель 6, регистратор 7 и объем fc контролируемым продуктом 8. . Вязкость любого продукта, а следовательно, и напряжение на выходе датчика 1 вязкости, пропорциональ- , ное величине.вязкости, при изменении температуры изменяется по экспоненциальному закону (график б на фиг. 2) от и t() ДО UltVinb При изменении температуры в точке измерения на выходе датчика 2 температуры напряжение изменяется линейно от до ,(график ск на фиг. 2). Температурную зависимость вязкости жидких, продуктов можно представить в виде ; AeiTW где AW - энергия активации; К - постоянная Больцмана; Т - температура ,°К, А - const. По второму закону термодинамики aW AH-T4S, (3) где-ДН - изменение энтальпии; Л5 - изменение энтропии. В пределах жидкого агрегатного состояния энтропия л5 мало изменяется С изменением температуры. Поэтому выражение (2) можно переписать в ДН е (4) - . Л5 Заменив в выражении (4) А- 6 коэффициентом В получим . (5) Величина выходного напряжения логарифмического преобразователя k равна . и; Энтальпия определяется как сумма внутренней энергии U и произведения давления Р на объем V .С) При измерении вязкости объем подвергаемого деформации продукта постоянен, величина давления при деформации не изменяется. Величина внутренней энергии зависит от температуры продукта пропорционально ей. Поэтому выражение 6 можно представить в виде l -fju -en6+где d коэффициент пропорциональности между Т и Н; текущая температура; температура приведения. Как видно из выражения (8) напря жение на выходе логарифмического пр образователя 4 при постоянной начал ной вязкости 4Q обратно пропорциона но температуре, причем наклон харак теристики не зависит от изменения начальной вязкости (зависимость Ъ на фиг. 2). Величина выходного напряжения ус лителя формирователя 5 равна по вел чине и обратна по знаку третьему чл ну выражения Величина d задается глубиной обратной связи усилителя-формирователя 5 Вычитатель 6 суммирует сигНалы 1(4 и Ug и преобразует их в ста дартный выходной сигнал, независящий от температуры среды, необходимый для регистратор 7 (график г на фиг. 2) d р,,,« U sU +UgSlBnB- Г кт7 К . 00) : Таким образом, предлагаемый вискозиметр позволяет осуществлять приведение показаний с одним датчиком вязкости и температуры с высокой точнрстью. . Формула изобретения Вискозиметр .с автоматическим приведением измеряемой вязкости к заданной температуре, содержащий датчик вязкости, датчик температуры, регистратор и термЬкомпенса ор, включающий логарифмический преобразователь , выход которого соединен с входом вычи.тателя, выход которого соединен с входом регистратора, о тпичающийся тем, что, с це1лью повышения точности измерения, термокомпенсатор снабжен усилителемформирователем с регулируемой глубиной обратной связи, причем датчик вязкости соединен с входной цепью логарифмического преобразователя. температуры - с входной цепью усилителя-формирователя, а выходы логарифмического, преобразователя и усилителя-формирователя соединены с входами вычитателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе t. Патент ПНР № 87189, кл. С 01 11/00-, 1976. 2. Авторское cBHAeTeBbcfeo СССР № 6 6225V кл. G 01 N , 1979 прототип).

V