Вискозиметр

440 01 Б 11 ГОСУДАРСТВЕНПО ДЕЛАМ ИС ЕЛЬСТ В 4 и М.П.Фур .8) и др. Ротшиностроени вски онные 1968,етецьство СССРМ 11/14, 1977.етельство СССР1,Б 11/14, 1980. ТР, содержащи нем трехстеп гироскоп, да й на оси внут а, и регистри ич ающий й коентчикренуюс я НЫЙ НОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ н двтоРСнОмМ(54)(57) ВИСКОЗ%Япус, размещенныйной уравновешенныйугла, установленней рамки гироскщий прибор, о т ОБРЕТЕНИЯ тем, что, с целью повышения точностиизмерения вязкости за счет использования динамических свойств уравновешенного трехстепенного гироскопа на частоте собственных недемпфированных колебаний, гиромотор гироскопа установлен в рамке, продольная ось которой герметично выведенаиз корпуса и снабжена зондом, расположенным на конце продольной оси,на другом конце которой установленавозбуждающая система, соединеннаяс задающим генератором синусоидальных колебаний, датчик угла связанчерез устройство управления с регистрирующим прибором, причем одинвыход устройства управления соединенс задающим генератором, а другойс арретиром.1 1191Изобретение относится к устройствам для измерения вязкости жидких сред.Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения вязкости жидкости.На чертеже представлена кинематическая схема вискозиметра.Система координат ХУЕ связана с гиромотором, а системаи - с О корпусом.В корпусе 1, выполненном в виде полого цилиндра, установлена рамка 2 с помощью оси 3 и подшипников. На конце оси 3 установлен зонд 5 4, который перемещается в исследуемую жидкость и воспринимает момент сил вязкого трения. В рамке 2 с помощью оси 5 установлен гиромотор б, центр тяжести которого находится в 20 точке пересечения осей 3, 5 и ЕНа оси 5 установлен датчик 7 угла, преобразующий амплитуду угловых колебаний гироскопа б в электрический сигнал и имеющий связь через устройст во 8 управления с регистрирующим прибором 9, проградуированным в единицах вязкости. Градуировка произвол дится при тарировке прибора. Выход устройства 8 управления связанс арре- З 0 тиром О, предназначенным для установки"гироскопа в исходное положение .перед измерением вязкости. Арретир 10 представляет собой катушку 11, внутри которой установлен сердечник 12 с гнездом для носика 13 гиромотора б. В исходном (арретированном) положении сердечник удерживается цилиндрической пружиной 14. При подаче напряжения питания на катушку 11 сер;0 дечник 12 втягивается внутрь, сжимая пружину 14, и освобождает носик 13 гироскопа 6.На втором конце оси 3 установлен датчик 15 моментов, имеющий электри ческую связь с задающим генератором 6 минусоидальных колебаний. Задающий генератор 16 имеет электрическую связь с устройством 8 управления и предназначен для подачи сину 50 соидального сигнала определенной амплитуды и частоты. Для повышения чувствительности вискозиметра частота сигнала равна собственной частоте недемпфированных колебаний гироскопа.55 В нижней части корпуса 1 укреплено кольцо 17 с уплотняющей прокладкой 8. С помощью кольца 17 корпус780 густанавливается таким образом, чтобызонд 4 помещался в исследуемую жидкость,Вискозиметр работает следующимобразом.Зонд 4 помещается в исследуемуюжидкость. Подается питание на гиромотор гироскопа 6, задающий генератор 16, датчик 7 угла и датчик 15моментов. Ротор гиромотора гироскопа б разгоняется до номинального числа оборотов. С устройства 8 управления подаются сигналы на арретир 1 Ои на задающий генератор 16. Под действием этих сигналов сердечник 12арретира О вытягивается в катушку11 и освобождает носик. гироскопа 6,а задающий генератор 16 подает синусоидальное напряжение строго определенной амплитуды и частоты,равной частоте недемпфированных колебаний гироскопа, на датчик 15 моментов. Датчик 15 моментов прикладывает момент по оси 3, изменяющийся по закону М (1) = а зз.пса Сгде а- амплитуда момента;И - круговая частота изменениямомента.Под действием этого момента ги-роскоп 6 совершает вынужденные колебания вокруг оси 5 с амплитудой, зависящей от вязкости жидкости, Амплитуда вынужденных колебаний вокругоси 5 измеряется датчиком 7 угла,преобразуется в электрическийсигнал, который через устройство 8управления подается на регистрирующий прибор 9,проградуированный в единицах вязкости. Если вискоэиметриспользуется для измерения вязкостипри непрерывном технологическом процессе, то через определенные .промежутки времени устройство управленияснимает питание с арретира для контроля и установки гироскопа в исходное положение,Движение гироскопа при действиимомента, изменяющегося по закону(,), описывается системой дифференциальных уравненийВ о + /пп - Н /6 = а зюпу 1; (2)+Н =О,где В,А - моменты инерции гироскопа относительно осей 3 и 5 соответственно;(7) зМ - удельный момент сил вязкости трения, обусловлен:,ный движением зонда 4 висследуемой жидкости;М,(3 - углы, характеризующие пово 5рот гироскопа вокруг осей3 и 5 соответственноУН - кинетический момент гироскопа.Вынужденные колебания гироскопа 1 О вокруг оси 5 характеризуются амплитудой вынужденных колебаний, определяемой выражениемр(4 э) а АМ (Я) (3)д15 где Ав (я) - амплитудно-частотнаяхарактеристика гироскопа.Амплитудно-частотная характеристика А(Я) определяется из переда точной Функции гироскопа Р Р(Р) -нф М (Р) а Рф я"8 Р Р +Р+н (4)25 Н где Я-др - частота собственных недемпфированных колебаний гироскопа(при В О).Из передаточной функции (4) находим30(5),1780 4При у = Яя из выражения (5) получаем(6)С учетом равенства (6) амплитудавынужденных колебаний гироскопа извыражения (3) при Я =сд определяетсявыражением а (ц)н = й- Из равенства (7) находим К(8) где К= Н- - масштаб щй коэфф циеитаВопределяемый параметрамиконкретного вискоэиметра.Из выражения (7 ) следует, что амплитуда вынужденных колебаний гироскопа вокруг оси 5 обратно пропорциональна коэффициенту удельного момента сил вязкого трения, а следавательно, и вязкости жидкости.Измеряя амплитуду вынужденных колебаний а (ьдатчиком 7 угла и преобразуя ее в электрический сигнал, можно определить в соответствии с выражением (8) коэффициент удельного момента сил вязкого трения, Сигнал с датчика 7 угла подается на регистрирующий прибор 9, проградуированный в единицах вязкости при тарировке вискозиметра.191780 дакто П исно СССР о комите и откры и д. 4/ ая на ент" Филиал ППП оектная жгород,Составитель В.Крутин111 выдкая Техред А.Кикемеэей акаэ 7149/39 Тираж 8 ВНИИПИ Государственн по делам иэобрете 113035, Москва, Ж