Вискозиметр

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 748191(22) Заявлено 100578 (21) 2617735/18-25с пфйсоединеиием заявки Ио(51)М. Кл. 6 01 й 11/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 1507.80(54) ВИСКОЗИМЕТР Изобретение относится к технике измерения вязкости жидких сред, а более конкретно - к вискозиметрам и устройствам измерения вязкости ненью тоновских сред, в частности структурированных сред, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. 10Известно устройство для измерения вязкости, имеющее чувствительный эле.мент в виде плоской пластинки, привод, выполненный в виде источника пневмоимпульсов, пневмомеханический преобразователь и рычаг, а также силоизмеритель, включающий в себя систему сопло-заслонка, дифманометр, задатчик опорного давления и пневмопереключатель 111 .20Недостатками данного вискозиметра являются невысокая точность измерения, обусловленная применением запорной арматуры, клапанов, и ограниченный диапазон измерения вязкости, 25 вызываемый наличием трущихся сочленений, пружин и гибкой трубки вводарычага привода в среду.Известен вискоэиметр 2 у содержащий чувствительный элемент в виде плоск.х параллельных пластинок, верхняя пластинка которого прикреплена к нижнему концу вертикального стержня, подвешенного на двух металлических диафрагмах и имеющего систему пружин. и противовесовНедостатком этого вискозиметра является невысокая точность измерения вследствие применения пружин и противовесов.Известен также вискозиметр для жидких сред 3, содержащий чувствительный элемент в виде плоской подвижной пластинки, закрепленной на конце стержня и находящейся между неподвижными стенками измерительной камеры. Стержень соединен с приводом в виде генератора колебаний через упругую мембрану, выполняющую роль упругого вывода. Кроме того, вискозиметр содержит устройство обработки информации в виде измерителя амплитуды колебаний. В качестве генератора колебаний используется неуравновешенная воздушная турбина.Принцип действия вискозиметра заключается в измерении амплитуды вынужденных колебаний плоской пластинки, находящейся в вязкой жидкости.Измерение производится при постояннойчастоте,Недостатками нискозиметра являютсяневысокая точность измерения, обусловленная применением струйного ниброизмерителя, преобразующего амплитудуколебаний в давление сжатого воздуха,а также ограниченный диапазон измерений вязкости вседствие высокой частоты колебаний пластинки.Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерения.Указанная цель достигается тем,что н известном вискозиметре, содержащем привод с упругим выводом, выполненным в виде мембраны со стерж-, 15нем, чувствительный элемент в видеплоской пластинки или цилиндра иустройство обработки информации,привод выполнен в виде термомеханического преобразователя, содержащего 20программный регулятор температуры,термокриокамеру, замкнутую емкостьс газом, одной из стенок которойявляется упругая мембрана со стержнем, Фотоэлектрический преобразователь, состоящий из двух источниковснета, Фотодиодов и оптической шторки, выполненный в виде отверстия нстержне мембраны, формирователь импульсов и ключ управленияр соединен"ный со входом регулятора температуры.На чертеже показана схема предлагаемого вискозиметра. Он содержитплоскую подвижную пластинку 1 закрепленную на конце стержня 2 междунеподвижными стенками измерительнойкамеры 3. Стерженьжестко соединенс мембраной 4 выполняющей роль упругого вывода и дна замкнутой толстостенной емкости 5, заполненной газом.Термомеханический преобразователь 4 Опредставляет собой систейу, состоящую из программного регулятора температуры б, термокриокамеры 7, которая термически связана с рабочимтелом газом) 8, замкнутой емкости5, верхняя часть которой помещенав термокриокамеру 7, а нижняя частьограничена мембраной 4, Фотоэлектрического преобразователя, содержащего оптическую шторку в виде отверстия 9 в стержне 2, источники света10 и Фотодиоды 11, формирователей12 и ключа управления 13.Блок обработки информации состоит из катушки индуктинности 14, латунной уставки 15, перемещающейся ззвнутри катушки 14 вМесте со стержнем2, и измерителя 1 б скорости изменения индуктивности.Принцип действия вискозиметра заключается в измерении скорости изме- щонения индуктивности катушки 14 приперемещении ннутри нее латуннойвставки 15. Скорость изменения индуктивности зависит от вязкости исследуемой жидкой среды, находящейся в измерительной камере 3, Измерение ведется при постоянной амплитуде колебаний пластинки 1. Амплитуда колебаний зависит прямо пропорционально от заданного программным регулятором диапазона изменения температур.При линейном повышении температуры термокриокамеры 7 газ в замкнутой емкости 5 расширяется, прогибает мембрану 4 и посредством стержня 2 перемещает пластинку 1 в вязкой жидкости измерительной камеры 3. Перемещение пластинки 1 вниз происходит до тех пор, пока отверстие 9 на стержне 2 не совместится с Фотодиодом 11 нижнего фотоэлектрического преобразонателя, в результате чего импульс с Формирователя импульсов 12 поступит на ключ управления 13, который выдает сигнал, переключающий программный регулятор температуры б в режим линейного снижения температуры. Снижение температуры термокамеры ведет к сжатию газа в замкнутой емкости 5 и стержень 2 начнет перемещаться в противоположном направлении, т,е. вверх, до тех пор, пока отверстие 9 стержня 2 не совместится с фотодиодом 11 верхнего фотоэлектрического преобразователя, вследствие чего импульс с Формирователя 12 поступит на ключ упранления 13, на выходе которого формируется сигнал, поступающий на вход программного регулятора б и переключающий режим его работы на линейное повышение температуры, Таким образом, термокриокамера, замкнутая емкость, Фотоэлектрический преобразователь, Формирователи и ключ управления являются теплоэлектрическим звеном положительной обратной связи термомеханического преобразователя.Применение термомеханического преобразователя выгодно отличает вискозиметр от известных решений тем, что дает возможность с высокой точностью измерять вязкость при низких скоростях сдвига относительно простыми средствами без применения сложных систем, компрессоров и воздушных турбин.Формула изобретенияВискозиметр, содержащий привод с упругим выводом, выполненный в виде мембраны со стержнем, чувствительный элемент и устройство обработки инФормации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, привод ныполнен в виде термомеханического преобразователя, содержащего программный регулятор температуры, термокриокамеру, замкнутую емкость с газом, одной из стенок которой является упругая мембрана со стержнем,748191 24/29 Тираж 1019 Подписно ЦНИИПИ 3 Ужгород, ул, Проектная, 4 иал ППП 1 Пат фотоэлектрический преобразователь,состоявший из двух источников света,фотодиодов и оптической шторки, выполненной в виде отверстия в стержнемембраны, формирователь импульсови ключ управления, соединенный со 5входом регулятора температуры.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР9321722, кл. С 01 М 4/16, 1970. 2. Патент США Р 3706221,кл. 73-57, 1971. 3, Авторское свидетельство СССР9339843, кл. С 01 й 11/16, 1971