Вискозиметр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН И 9) (1 11/16)4 С гПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯСОИДЕ АВТОРСИОМУ ТЕВЬСТВУ(57) Вискозиметр преизмерения вязкостибопроводах технологиЦель изобретения - прасширение диапазона назначен для жидких сред в труеских потоков. ышение точности змерений и упро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ташкентский ордена Дружбы народов политехнический институт им. А.Р.Бируни(56) Авторское свидетельство СССР У 409114, кл, С 01 И 11/16, 1973.Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. М.: Машиностроение,1983, с.303. щение конструкции путем объединенияфункций элементов. Вискоэиметр содержит побудитель расхода, гидродинамическое сопротивление, измеритель перепада давления между его входом ивыходом и измерительный прибор, причем гидродинамическое сопротивлениевыполнено в виде сужающегося устройства (диафрагма, сопло, труба Вентури), установленного непосредственновнутри основного трубопровода;побудитель расхода вискозиметра совмещенс побудителем расхода технологического потока - шестеренчатым насосом,жестко связанным с рабочим валомизмерителя угловой скорости - тахометром; выходы измерителя угловой скорости рабочего вала насоса и измерителя перепада давления на гидродинамическом сопротивлении соединены свходами измерительного прибора вискоэиметра, 2 ил.Изобретение относится к изученко реологических свойств жидких сред и можат использоваться для измерения вязкости в трубопроводах технологических потоков нефтяной, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности,Целью изобретения является повышение точности, расширение диапазона измерения вязкости и упрощение конструкции путем объединения функций элементов.На фиг. 1 представлена функциональная схема вискозиметра;на фиг 2 принципиальная схема измерительного прибора. Вискозиметр содержит трубопровод 1, шестеренчатый насос 2, измеритель 3 угловой скорости, гидродинамическое сопротивление 4, дифманометр 5,датчик 6 температуры и измерительный прибор 7.Измерительный прибор содержит элек тронный усилитель 8, реверсивнык двигатель 9 и реостаты 10 и 11.Вискозиметр содержит установленный в трубопроводе 1 технологического потока шестеренчатый насос 2, рабочий вал которого жестко связан с измерителем 3 угловой скорости, величина которого прямо пропорциональна расходу контролируемой среды в трубопроводе 1. Шестеренчатый насос 2 является одновременно побудителем расхода вискоэиметра, гидродинамическое сопротивление 4 которого выполнено в виде сужающего устройства,установленного внутри трубопровода 1.Гидродинамическое сопротивление 4 может быть осуществлено в виде диафрагмы, сопла, трубки Вентури или в виде участка трубы заданной длины. На участках трубопровода. 1 до и после гидродинамического сопротивления 4 в непосредственной близости от него установлены отборные устройства измерителя 5 перепада давления.Датчик 6 измерителя температуры кбнтролируемой среды расположен в непосредственной .близости к входу в гидродинамическое сопротивление 4Выходы измерителей 3 - 6 подключены к входам измерительного прибора 7 вязкости. В вариантах технологической реализации со стабильной температурой контролируемой среды измеритель температуры отсутствует. Принцип действия вискозиметра основан на реализации косвенных измерений, выполняемых вычислительнымблоком измерительного прибора 7 вис 5 коэиметра путем решения явного анадРлитического выражения= Р ( )+Оо+ Р (с ), где дР и Я - аргументыполученные путем прямых измерений в4 Отрубопроводе 1 технологического потока измерителя 3 угловой скорости,измерителей б и 5 температуры контролируемой среды и перепада давления.Величина угловой скорости прямо пропорциональна расходу контролируемой среды, перемещаемой по трубопроводу 1шестеренчатым насосом 2, Для несжимаемых сред погрешность измерения расхода определяется в основном инструментальной погрешностью тахометраизмерения 3 угловой скорости, В качестве гидродинамического сопротивления могут быть использованы стандартные сужающие устройства с отборнымустройством.В вариантах технической реализациисо стабильной температурой контролируемой среды иэмерительный прибор 7дРреализует формулу= К, и вискознметр выполнен без измерителя температуры,В случае небольшого диапазона отклонений вязкости и рабочей темпераЗ 5 туры измерительный прибор 7 может редРалиэовать формулу ус+ Кг .д ф где К 1 и К 2 - коэффициенты пропорциональности линеаризован 40 ных зависимостей вязкости от перепада давления ь Р, расхода Я, отклонений температуры контролируемой среды от заданного значенияРеализация измерительно-вычисли 45 тельных операций может быть осуществлена с использованием как пневматических так и электрических аналоговых измерительных приборов,На Фиг. 2 представлена принципи 50 альная схема реализации вычислительньтх операций с использованием миллиамперметра типа КСУс реостатнымивыходными устройствами. С этой цельюизмерители угловой скорости 3 и пере 55 нада давления 5 снабжены токовымипреобразователями, выходы которых подключены к реостатам 10 и 11, образующими схему сравнения, подключеннуюпературои рг1 ЬР Ь Я )мах ясах20 где У и- соответственно приаЬр Оведенные погрешности измерения перепада давления и расхода.Максимальный расход в основном трубопроводе на несколько порядков меньше максимального расхода в отводящей линии.Следовательно, согласно формуле приведенной погрешности вискозиметра погрешность измерения предлагаемым30 вискозиметром при использовании одинаковых измерителей перепада давления с одинаковым значением ьР,во столько же раз меньше погрешности вискозиметра, измеряющего вязкость в отводящей линии./ Вискозиметр для измерения вязкости жидких сред в трубопроводах технологических потоков, содержащий побудитель расхода, гидродинамическое сопротивление, измеритель перепада давления между его входом и выходом, измерительный прибор, о т л и ч а ющ и й с ятем, что, с целью повышения точности, расширения диапазона измерения вязкости и упрощения конструкции путем объединения функций элементов, гидродинамическое сопротивление выполнено в виде сужающего устройства, установленного непосредственно внутри трубопровода, побудитель расхода ви".козиметра совмещен с побудителем расхода технологического потока и выполнен в виде шестеренчатого насоса, жестко связанного с рабочим валом измерителя угловой скорости, причем выходы измерителя угловой скорости рабочего вала насоса и измерителя перепада давления на гидродинамическом сопротивлении соединены с входами измерительного прибора вискоэиметра. к электронному усилителю 8 измерительного прибора 7. В установившемся режиме напряжение на входе электронного усилителя 8 равно нулю. Тогда 1 г, =1 д1 г отсюда г = - . г учитыг ( 1 гэ1вая, что 1= К ЬР, а 1, =КЯ,К можно записать, что г, = г2ЬР г = К = ю т.е. по перемещениюестрелки измерительного прибора можно судить о величине вязкостиПриведенная погрешность предлагаемого вискозиметра для случая измерения вязкости среды со стабильной,тем ю Таким образом, источником существенной дополнительной погрешности вискозиметра, измеряющего вязкость в отводящей (байпасной)линии, явля ется несоответствие численных значений влияющих параметров в отводящей линии и в основном трубопроводе, а изменение температуры вызывает дополнительную погрешность измерения вяз кости. Напримерсредняя величина температурного коэффициента вязкостио этилцеллюлозы составляет 20% на 1 С.Существенным ограничением по диапазону измерения вязкости в отводя щей линии является трудность создания малогабаритного побудителя расхода с малым потреблением мощностидля поддержания заданной величины рас.хода контролируемой средой в отводящей линии при работе с высоковязкимисредами. Таким обРазом, вискозиметр,установленный в отводящей линии, невсегда способен обеспечить измерение вязкости во всем рабочем диапазоне,В предлагаемом устройстве рабочийнасос технологического потока является одновренно и побудителем расхода вискозиметра,Таким образом, во всем рабочемдиапазоне обеспечивается прокачивание контролируемой среды через гидродинамическое сопротивление вискозимет.ра, а следовательно, и измерениевязкости осуществляется во всем рабочем диапазоне. Формула изобретения1233002 оставитель В.Крутиехред В.Кадар ректор И.Муск Иванов едак Подписно каз 2760/43ВНИИПИ по дел13035, Моск Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 7 рственного зобретений Ж, Рауш омитета СССР открытий ая наб д, 4/5