Вискозиметр

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП И САН И)5 звавИЗОБРЕТЕЙ ИК АВТОРСКОМУ СВИДВТВЗЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 20,05.77(51) М, Кл,е ( 01 1 Ч 11/14 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(54) ВИСКОЗИМЕТР Изобретение относится к вискозиметрам основанным на апериодическом движении тела в среде, и может использоваться в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности для контроля технологических процессов, а также для научных исследований,Известен колебательный вискозиметр, содержащий измерительный зонд, схему возбуждения и регистрации Я. Определение 10 вязкости осуществляется измерением времени движения в среде измерительного зонда из одного положения в другое.Однако известным вискозиметром невозможно измерить мгновенные значения вяз- р кости при низких скоростях сдвига, Так при частоте колебаний зонда равной, например 0,001 Гц, дискретность измерений составит около 17 мин, Если учесть, что во многих случаях (например, при исследовании и производстве гелеобразных продуктов, смазочно- охлаждающих жидкостей, жидких кри;аллов и др),. необходимо вести измеречия на ско(ростях сдвига менее 10 сек, то известный вискозиметр не может быть применен. д Известен также колебательный вискозиметрсодержащий подвижный и неподвижный измерительные цилиндры, схему возбуждения ирегистрации, датчик угловых перемещенийподвижного цилиндра 2). Вискозиметр обеспечивает измерение вязкости на скоростяха 4 тсдвига менее 10 сек . Определение вязкости проводится путем обсчета результатовзаписи значений крутящего момента за одинцикл колебаний. Величина цикла изменяетсяот нескольких часов до нескольких суток,поэтому экспрессность измерений очень низка. В связи с этим невозможно измеритьмгновенное значение вязкости при низкихскростях сдвига.Кроме того, при считывании результатовзаписи будет наблюдаться погрешность определения вязкости, связанная с субъективной ошибкой счета, зависящей от работыоператора,Цель изобретения - обеспечение автома. тического измерения мгновенного значения вязкости при низких скоростях сдвига и увеличение точности измерения, Для этого вискозиметр снабжен блоком измерения угловой скорости, состоящим из двуханалого-временных преобразователей, временного селектора и двух интеграторов, при этомвыходы аналого-временных преобразователейсоединены с первым и вторым входами временного селектора, вход первого преобразователя соединен с выходом датчика угловых перемещений подвижного цилиндра, а аналогичный вход второго преобразователя - с выхо- рдом временного селектора через два последовательно соединенных интегратора.На чертеже дана функциональная схемавискозиметра,Он содержит аналого-временные преобразователи 1 и 2 с триггерами 3, 4, генераторами пилообразного напряжения 5, 6, компараторами 7, 8, временный селектор 9, содержащий генератор селекторных импульсов 10 ивременный дискриминатор 11, интегратор 12с зарядной емкостью С, и сопротивлениемйинтегратор 13 с зарядной емкостью Си сопротивлением Ыдатчик угловых перемещений подвижного цилиндра 14,Схема работает следующим образом. Импульс синхронизации поступает навход 1 триггера 3, входящего в аналого-временной преобразователь 1, и запускает его. Передний фронт импульса триггера 3 запускает генера 6 тор пилообразного напряжения 5, импульс которого поступает на компаратор 7, где сравнивается с опорным напряжением, пропорциональным углу поворота измерительного цилиндра, поступающим с датчика угловых пере- мещений подвижного цилиндра 14 на вход В, Это напряжение треугольной формы, период которого изменяется в зависимости от вяз кости среды в гределах 1-10 Гц. При равенстве величин опорного и пилообразного ф напряжения компаратор 7 вырабатывает импульс, который опрокидывает триггер 3. Таким образом, на выходе компаратора 7 получается импульс, временное положение которого относительно импульса запуска пропорцио 45 нально углу поворота измерительного цилиндра. Это временное положение измеряетсяследяшей системой, состоящей из аналого-временного преобразователя 2, временного селектора 9 и интеграторов 12, 13. Преобразователь 2 ф работает аналогично преобразователю 1 и состоит из аналогичных элементов (триггера 4, генератора пилообразного напряжения 6, компаратора 8). Импульс с выхода преобразователя 2 поступает на генератор селектор% ных импульсов 10 временного селектора 9, кс- торый вырабатывает следующие один за другим два прямоугольных селекторных импульса, поступающие на два входа временного дискриминатора 11. На третий вход дискриминатора 11 поступает импульс с выхода аналого- временного преобразователя 1, В зависимости от временного положения импульса на выходе преобразователя 1 относительно селекторных импульсов, на выходе временного дискриминатора 11 селектора 9 вырабатывается постоянное напряжение положительной или отрицательной полярности (сигнал ошибки). Это напряжение через два электронных интегратора 12 и 13 управляет работой преобразователя 2, изменяя сигнал на входе В компаратора 8 до тех пор, пока сигнал ошибки не станет равным нулю,Для получения следящей системы с астатизмом второго порядка необходимы два интегратора, что значительно повышает точность измерения и устойчивость работы системы.Кроме того, это позволяет измерять мгновенные значения как величины углового перемещения ,(, так и его первой ивторой производных1 ГФпо времени ( АА ), т.е, скорости и ускорения перемещения измерительного цилиндра, Величинапропорциональна напряжению на выходе Ш интегратора 13=Величина А пропорциональна напряжению на выходе ц интегратора 12Ч 2 = Ю/Величинапропорциональна напряжению на входе 1 Ч интегратора 12Ч =д Ч/д 1При необходимости работы в режиме постоянной скорости сдвига напряжение Ч используется для воздействия на систему передвижения измерительного цилиндра.Таким образом, применение блока измерения угловых перемещений выгодно отличает предлагаемый вискозиметр от прототипа тем, что дает возможность с высокой точностью вести измерение мгновенного значения вязкости при низких скоростях сдвига, Предлагаемый вискозиметр может использоваться не только в технологических процессах, где неприменимы известные вискозиметры, но и для научны:. исследований, а также в качестве поверочного средства приборов для измерения вязкости полимеров.Макет предлагаемого вискозиметра прошелс положительным результатом лабораторныеиспытания,Внедрение предлагаемого вискозиметраначнется с 1980 г.Вискозиметр, содержащий подвижный и неподвижный измерительные цилиндры, магнитную муфту, схему возбуждения и регистрации,ь датчик угловых перемещений, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью обеспечения автоматического измерения мгновенного значения вязкости при низких скоростях сдвига и увеличения точности измерения, он снабженблоком измерения угловой скорости, состоящим из двух аналого-временных преобразователей, временного селектора и двух интеграторов, при этом выходы аналого-временных преобразователей соединены с первым и вторым входами временного селектора, вход первого преобразователя соединен с выходом датчика угловых перемещений подвижного цилиндра, а аналогичный вход второго преобразователя - с выходом временного селектора через два последовательно соединенных интегратора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США3,474.663, класс 73- 541 28,10.1969.2. Патент США3.722.262, класс 73- 59, 27,03.1973.Составитель А, ВолковРедактор Л. Гребенникова Техред Г, Родак Корректор Т. ЧаброваЗаказ 5769/273 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4