Способ определения плотности и вязкости жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01N9/10 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕПИЯ ПЛОТНОСТИ И ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ

1

Изобретение относится к способам измерения физико-химических характеристик жидких сред, в частности плотности и вязкости.

Известен способ измерения плотности жидких сред, согласно которому в анализируемую среду погружают тела одинакового объема, но разной плотности и по мере выплытия тел оценивают плотность жидкости 1.

Известен способ определения вязкости и плотности жидкости, основанный на определении скорости перемещения рабочего тела (шара) в исследуемой жидкости за счет измерения его объема путем создания в сосуде избыточного, регулируемого по величине давления.

Сущность способа предусматривает применение рабочего тела (нара) с первоначальной плотностью, меньшей плотности исследуемой жидкости, способного под действием внешних сил изменять свои размеры с сохранением формы и возвращаться к исходным размерам. К внешним силам относится исследуемая жидкость, давление которой может быть изменено. При значительном повышении давления рабочее тело

уменьшает свой объем, плотность становится больше плотности исследуемой жидкости и оно начинает перемещаться вниз, при снижении давления оно возвращается в исходное состояние.

Подбирается и такое давление жидкости, когда тело находится в равновесии, т. е. скорост-ь перемещения равна нулю. Скорость перемещения niapa регистрируется снециальными датчиками, которые всю информацию передают программному устройству, вычисляющему коэффициент вязкости по формуле

/СЛ-Л)/я-г

1:г

Vo

- коэффициент вязкости;

где

-плотность исследуемой жидко, сти;

-плотность рабочего тела;

2

-ускорение свободного паде1шя гсла;

-радиус рабочего тела (шара);

Ул -скорость перемещения рабочего

тела в исс.:1едуемой жидкости 111. Создание избыточного давления жидкости в замкнутом сосуде приводит не только к уменьшению геометрического размера рабочего тела и увеличению его плотности, но и к изменению свойств самой измеряемой жидкости. Поэтому в расчетной формуле, кроме q и измеренной величины Vo все остальные величины переменны (/,,т, г) и расчет вязкости возможен только с применением специальных датчиков и программного устройства, что, безусловно, препятствует его широкому внедрению. Кроме того, известным способом нельзя получить зависимость плотности исследуемой жидкости от давления и температуры, так как плотность определяется только при одном условии - ее равенства с плотностью рабочего тела. Применение же агрессивных и непрозрачных жидкостей исключает применение известного способа. Цель изобретения - осуществление одновременного определения плотности и вязкости жидкости на одном приборе наиболее простым и доступным способом с достаточной для этого точностью. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения плотности и вязкости жидкости в замкнутом сосуде путем измерения времени перемещения в жидкости рабочего тела на заданном отрезке пути, измеряют время перемец.1ения двух рабочих тел, имеющих постоянные размеры и различную плотность. В этом случае для каждого рабочего телаСЛиГЛ() сРш2-Aii-jzis Ввиду того, что скорости перемещения Уици Vui2 замеряются на равном отрезке SQ, пройденном рабочими телами за время TjaT соответственно, и, учитывая, что вязкость жидкости t) при неизменном состоянии системы не изменяется, а плотность рабочих тел Л)1 и И : радиусы Гш, и Гщ постоянны, при совместном рещении системы уравнений (2) и (3) плотность жидкости определяется по формуле 2 .2 1 Л 2Х Найденное значение плотности жидкости подставляется в любое из уравнений (1) и (2), по которым определяется и вязкость исследуемой жидкости при данных значениях давления и температуры. Приведенные зависимости справедливы для приборов, использующих принцип свободно падающего рабочего тела. Использование предлагаемого способа определения плотности и вязкости жидкости обеспечивает по сравнению с существующими способами такие преимущества, как простота и доступность исполнения; возможность получения определяемых параметров при неизменнных значениях системы; возможность получения зависимости этих параметров исследуемой жидкости от давления и температуры. Эти преимущества определяют экономическую эффективность предлагаемого способа. Формула изобретения Способ определения плотности и вязкости жидкости в замкнутом сосуде путем измерения времени перемещения в жидкости рабочего тела на заданном отрезке пути, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, измеряют время перемещения двух рабочих тел, имеющих постоянные размеры и различную плотность. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 4126044, кл. 73-440, опублик. 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 537637, кл. G 01 N 9/10, 1971 (прототип).