Устройство для измерения вязкости жидких сред

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК9) (11) И 111 4(5) ИТЕТ СССР Й И ОТНРЫТИ Р ТЕНИ авинскас етельство СССР 1 10, 1971.1 еп д. Р. БдшрГог Ьее Ч 18 сов 1 йу Рага 1 п 8 Сопйес 11- 49-53. Устро а ю щ е е бление дл й энергии ром, расп аимодейст лненным тыря, чере оединенног иным с во ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИ ИСАНИЕ И и сссдссссъс(71) Проектно-конструкторское бюро с опытньв 4 заводом Иинистерства пищевой промьпвпенности ЛитССР (53) 532.137 (088.8)(56) 1. Авторское свидВ 318854, кл. С 01 К2 с Иагй 1 п Е А ЯшцИЕ 1 ед 1 пайгцшепеаопИвавцгешепй ой СЬосо 1 ащейвгв. ТЬе Иапцйасепгопсв Юог Иау 1981, р.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖЩКИХ СРЕД, содержащее вертикальный цилиндр с рубашкой, в котором с возможностью вертикального перемещения расположен плунжер ,со штоком и площадкой для груза, индикатор перемещения плунжера, о тличающееся тем, что, сцелью повышения точности иэмерениявязкости и уменьшения габаритов устройства, индикатор выполнен в видеприспособления для измерения кинематической энергии плунжера, установленном в донной части полого цилиндра на пути движения плунжера, исодержит пьезоэлектрический элемент, на котором прикреплены электроды со встречно-штыревой структурой, через усилитель и блок памятиподключенные к показывающему прибоРУ. йство по п.1, о т л ис я тем, что приспоя измерения кинетичесплунжера снабжено демположенным с воэможностью вия с плунжером и вывиде вертикального з мембрану и прУжинУ о с ударником, уставовзможностью взаимодействи с пьезоэлектрическим элементом.20 40 50 Изобретение относится к приборам для измерения вязкости различных веществ, например шоколадных масс.Известен вискозиметр, содержащий 5 стол, электрическую печь, электрон термоизмерительные приборы, блочный механизм перемещения рабочего органа в сочетании с электромагнитным датчиком и электронным при О емником, а также нагреватель электрической печи, размещенный на внутренней поверхности муфеля,.и механизм поворота емкости для исследуемого вещества, размещенный в ниж ней части печи. Определение вязкости на этом вискозиметре осуществляется путем измерения изменения магнитного поля датчика в зависимости от скорости погружения стержня с грузом в исследуемое вещ-ство. При этом датчик со стержнем кинематически связан посредством блочного механизма Г 13.Однако ввиду того, что в систему 25 измерения вискозиметра входят несколько последовательно расположенных и кинематически связанных элементов увеличивается значение1суммарной ошибки измерения, что сни- З 0 жает точность измерения, Кроме того, этот вискозиметр сравнительно больших размеров, что ограничивает возможности его использования в производственных условиях.Известен также вискозиметр для шоколадных масс, содержащий полый вертикальный цилиндр с рубашкой, в котором с возможностью вертикального перемещения расположен плунжер со штоком, индикатор перемещения плунжера, выполненный в виде приборов измерения времени, за которое плунжер проходит определенный путь В полости цилиндра запол 45 ненной исследуемой массой 1" 23. Недостатком этого вискозиметра является то, что использование приборов определения времени движения плунжера вводит постоянную ошибку, в результаты опытов. Это объясняется тем, что плунжер в исследуемой массе, расположенной в полости цилиндра, движется не с равномерной скоростью, а закон изменения скорости в каждом опыте меняется, Наибольшие ошибки определения времени вводятся в начальной стадии движения плунжера с момента началаего движения, когда масса обтекаетплунжер неравномерно распределившимися потоками, т,е. в неустановившемся режиме обтекания. Ошибкипри определении времени движенияплунжера снижают точность определения вязкости и тем. самым точностьее измерения. Кроме того, указанныйвискозиметр имеет сравнительнобольшие габариты, лимитированныеточностью измерения вязкости,поскольку с уменьшением высоты цилиндра уменьшается путь, которыйпроходит плунжер, а ошибка при определении времени движения плунжера увеличивается.Цель изобретения - повышение точности измерения вязкости и уменьшение габаритов устройства.Указанная цель достигается тем,что в устройстве для измерения вязкости жидких сред, содержащем полыйвертикальный цилиндр с рубашкой, вкотором с возможностью вертикального перемещения расположен плунжерсо штоком и площадкой для груза,индикатор перемещения плунжера, .последний выполнен в виде приспособления для измерения кинетическойэнергии плунжера, установленном вдонной части полого цилиндра на пути движения плунжера, и содержитпьезоэлектрический элемент, на котором прикреплены электроды совстречно-штыревой структурой, черезусилитель и блок памяти подключенные к показывающему прибору.Кроме того, приспособление дляизмерения кинетической энергииплунжера снабжено демпфером, расположенным с возможностью взаимодействия с плунжером и выполненным ввиде вертикального штыря, черезмембрану и пружину соединенного сударвиком, установленнйм с возможностью взаимодействия с пьезоэлек"трическим элементом,Такое выполнение устройства позволяет определять вязкость жидких сред путем измерения кинетической энергии плунжера, что повышает точность измерения вязкости. Кроме того, снабжение устройства приспособлением для измерения кинетической энергии, выполненным в виде пьезоэлектрического элемента, повышает чувствительность всей системыизмерения устройства, что, в своюочередь, позволяет уменьшить габариты устройства в частности,уменьшить высоту полого вертикальМого цилиндра.На чертеже схематически изображено устройство, общий вид.Устройство для измерения вязкости жидких сред включает вертикальный цилиндр 1 с рубашкой 2, плунжер 3 со штоком 4 и площадкой 5 длягруза б. В донной части цилиндра 1расположено приспособление для измерения кинетической энергии плунжеЭра, выполненное в виде пьезоэлектрического элемента 7, на которомприкреплены (например, приклеены)электроды 8 со встречно-штыревойструктурой, через усилитель ". иблок 10 памяти подключенные к пока Ьзывающему прибору 11, и демпфера,выполненного в виде вертикальногоштыря 12, через мембрану 13 и пружину 14 соединенного с ударником 15.Устройство работает следующим 25образом,В начале опыта с цилиндра 1 снимают верхнюю крышку с плунжером 3и полость цилиндра 1 заполняют до1определенного уровня исследуемой ЗЬсредОЙ, например шоколадной массой. После этого в рубашку 2 подают тенлоноситель с температурой,при которой будет определяться вязкость. Теплоноситель циркулирует35в рубашке 2 до тех пор, пока температура шоколадной массы в полостицилиндра 1 достигает заданного значения. Продолжительность циркуляции теплоносителя определяют зара Ьнее и опытным путем.По достижении исследуемой массойзаданной температуры на верх цилиндра ставят крышку с плунжером 3,155915 4на штоке 4 которого установлен грузб. Под действием груза б плунжер3 продвигается вниз по исследуемоймассе и в конце продвижения Ударяется о штырь 12. От удара о штырь12 деформируется мембрана 13, которая, в свою очередь, деформируетпружину 14. В процессе деформациипружины 14 ударник 15 поднимается иЬ ударяет в пьезоэлектрическийэлемент 7. От удара, в результатепрямого пьезоэффекта, в пьезоэлектрическом элементе 7 возбуждаетсяповерхностная аккустическая волна,от которой на пьезоэлектрическомэлементе появляются электрическиезаряды. Электрические заряды отпьезоэлектрического элемента 7 снимаются электродами 8 со встречноштыревой структурой, способствующейболее полному снятию зарядов,Вследствие появления электрических зарядов на электродах 8 навыводах последних появляется импульс электрического напряжения,который усилителем 9 усиливаетсяи подается на блок 10 памяти. Изблока 10 электрический сигналпоступает на показывающий прибор 11,проградуированный в единицах вязкости массы, заполняющей цилиндр 1.Для варьирования кинетической энергией, которую получает плунжер 3,меняют массу груза б.Использование системы определения кинетической энергии плунжера3, выполненной в виде пьезоэлектрического элемента 7, позволяет повысить чувствительность системыизмерения и тем самым точностьопределения вязкости. Кроме того,с увеличением чувствительности системы измерения возможно уменьшениегабаритов устройства.1155915 С. Черни оррек Тираж 897,ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раущс