Вискозиметр

9) ) 934 51)5 О 01 К 11/ БТЕЛЬСТВУ К ДВТОРСКО 1 Л ОСУДАР СТВЕ ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 21) 4670586/25(56) Авторское свидетельство СССР М 1245949, кл. б 01 )ч 1/16, 1986.Авторское свидетельство СССР М 857787, кл. 8 01 й 11/16, 1979.(57) Изобретение относится к технике измерения вязкости жидких сред и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для автоматического измерения вязкости, Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений. Вискозиметр содержит чувствительный элемент в виде вертикально ориентированной плаИзобретение относится к технике измерения вязкости жидких сред и может быть использовано в химической, нефтехимической, и других отраслях промышленности для автоматического и.оперативного измерения вязкости в различных условиях,Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений,На фиг.1 схематично изображен предлагаемый вискозиметр с электромеханической схемой подключения, вид спереди; на фиг,2 - механическая часть вискозиметра, вид сверху.Вискозиметр содержит механическую часть, т.е, датчик вязкости, схему возбуждения и измерительную схему. Датчик вязкости содержит чувствительный элемент в виде вертикально ориентированной пластинки, закрепленной с возможностью поворота на горизонтальной оси. на верхнем торце пластинки укреплен постоянный магнит, центр масс пластинки смещен ниже оси, Ось концами установлена на поплавке, выполненном в виде кольца, в отверстии которого размещен чувствительный элемент с погруженной в исследуемую жидкость нижней частью, На поплавке установлена рамка для крепления элементов схемы. На верхней стороне рамки укреплен электромагнит с обмоткой, подключенной через усилитель мощности к выходу генератора прямоугольных импульсов, На нижней стороне рамки укреплен геркон, включенный параллельно в цепь генератора, к которому последовательно подключены одно- вибратор, счетчик импульсов и цифровой индикатор. 2 ил,стинки 1, закрепленной на горизонтальной оси 2, на верхнем торце пластинки 1 укреплен постоянный магнит 3, направление намагниченности которого совпадает с горизонтальной осью пластинки 1, а в нижней части пластинки закреплен противовес в виде шпильки 4 с гайками 5 из немагнитных металлов, обеспечивающих смещение центра тяжести пластинки 1 ниже оси 2, причем изменением числа и размеров гаек 5 возможна регулировка величины статической неуравновешенности чувствительного элемента относительно горизонтальной оси. Ось 2 проходит через подшипники 6 в пластинке 1 и жестко установлена концами на поплавке 7, выполненном в виде кольца, в отверстии которого размещен чувствительный элемент - пластинка 1 с погружен 14934 б 1ной в исслсдуему 1 о жидкость 8 41 Ик 54 е 4 час -тью. На поплавке 7 В вертикальной плоскости жестко закреплена охватывающаячувствительный элемент - пластлнку 1 рамка 9 для крепления электрамеханических 5элементов схемы возбуждения и измерительной схемы,Схема возбуждения состоит из электромагнита 10 с обмоткой 11, укрепг 4 еннаГО наверхней стороне рамки 9 в плоскости чувствительного элемента - пластинки 1 непосредственно над его верхним торцом спостоянным маГнитом , а обмотка 11 электромагнита подкл 4 оченз через усилитель 12мощности к одному из выходов Генератора 1513 прямоу(альных импульсов (ГПИ) с регулируемой амплитудой и длы:тель 4 чость 4 О, выдающеГО последовательность импульсовпрямоугольной формы с неааходимай а 4.1 Г 1 литудой и пер 4 лодом следования и с линейно 20возраста 4 ощей длительч 4 остью.Измерительная схема состоит из регистрирующего элемента В виде ГерметизираВаннаГО маГнитауправ 451 е 44 ОГО контакта(Геркона 14), закрепленного на находящейся в исследуемой жидкости 8 нижней стороне рамки 9 в плоскости чувствительногоэлемента пад его нижним торцом, удаленным от оси 2 на такое же расстояние, чта иВерхний торец, при этом электрические выводы геркона 14 Герметизированы и падкл 4 очены параллельно через добавочныйрезистор 15 к второму выходу ГПИ, к которому последовательна подклыочены одноВибратор 16, счетчик , импулсов и 35цифровой индикатор 18 с несксл,кими шкалами, проградуированными непасредственНО В ЕДИНИЦВХ ВЯЗКОСТИ,Измерение вязкости реализуют следу 4 ощим образом, 40Вь 4 бирают Величину амплиуды ы 4 мпут 4 ьсов,снимаемых с ГПИ, которая задается приГрубой регулировка и зс 4 висит От 4 ипа исследуемай жидкости, причем выбранной амплитуде соответствует шкала цифрового 45индикатора. При такой регулировке, когдадаже примерно параметры Вязкости иссг 4 едуемай жидкости неизвестны, задаОт Г 1 ры 4заданном коэффициенте усиления усилителя 12 ащности спреде 44 ен:4 у 4 О амплитуду 50снимаемых с ГПИ 13 импульсов, после чегозапускают ГПИ, прл этом с ГПИ снимаетсяВся заданная последавае 4 Ь 44 асть импульсов с постоянной Вь 1 браннсй амплитудой илинейно увеличива 4 ощейся длительностью, 55Если при этом пластинка 1 не сработает, тоамплитуду снимаемых с 1 ПИ 13 ИМГ 4 ул 4.с; вувеличивают до следующего стандартногозначения, и процесс настройки повторяют,В случае, если чувствительный элементпластинка 1 сработает, заданную амплитуду импульсов оставля 4 ат, и измерительная схема 4( работе готова,Б зависимости от выбранной амплитуды снимаемых импульсов выбирают и шкалу цифрового индикатора 18, проградуированного в единицах вязкости,следует указать, что в устройстве возможна трехкратная независимая регулировка, указанная, регулировка коэффициентом усиления усилителя 12 мощности, а также непосредственно Оегулировка датчика за счет изменения статической неуравновешенности чувствительного элемента - пластинки 1 изменением количества и размероь регулировочнь 4 х гаек 5).После регуллровки схемы ГПИ 13 запу. скают, и с него снимается последовательность прямаугольнь,х импульсов с уже выбранной амплитудой и линейно возрастающей длительностью, Через первый выход ГПИ 13 эти импульсь 4 подаются в обмотку 11 электаамагнита 10, Полярность импульсов и обращенного к электромагниту 10 полюса постоянного магнита 3 выбраны одинаковыми, поэтому при подаче в электромагнит 10 импульса возникают силы отталкивания электромагнита 10 и постоянного магнита 3, в результате чего к ч вствительнаму элементу - пластинке 1 п; лкладывается относительно оси 2 И 44 пульснь 4 й враща 4 ощий момент, Г 4 ротиводействие которому оказывает момент сил тяжести неуравновешенноГо чувствительнОГО элемента - пластинки 1,При малой длительности импульсов, с 44 имаемых с 1 ПИ 13, импульсного момента за период действия импульса недостаточно для переворота чувствительного элемента на 480 . Однако длительность импульсов, снимаемых с ГПИ, посГепенно увеличивается, и при каком-то импульсе чувствительный элемент повернется вокру 5 оси 2 на 180 (естествены 4 О, чга длительность импульса, обеспечива 4 ощего переворот при уже выбранной ранее амплит,де и параметрах схемы, определяетсл вязкостью исследуемой жидкости), Период следования импульсов ГПИ (скважнасть) выбира 4 от такой, чтобы после действия каждого импульса чувствительный элемент успел возвратиться в исходное вертикальное состояние и успокоиться, т.еоколо пяти периодов оборота чувствлтельного элемента вокруг оси 2,В исходном полокении контакты геркона 14 нормальна разомкнуты, При перевороте пластинки 1 пастоянныл магнит 3 Оказывается вбг 4 изи Геркана 14, при этом контакты геркона замыкаются, ГПИ 13 через добавочный резистор 15 шунтируется, и выдача импульсов сразу прекращается. Послезапуска ГПИ 13 последовательность импульсов одновременно поступает на одно- вибратор 16, где импульсы с линейно увеличивающейся длительностью преобразуются просто в последовательность стандартных импульсов, и счетчик импульсов 17, где эти импульсы подсчитываются, После замыкания геркона 14 и отключения ГПИ счетчик 17 даст количество импульсов, снятых с ГПИ, до импульса с необходимой длительностью, обеспечивающей срабатывание чувствительного элемента - пластинки 1, Это число импульсов переводится в период длительность) импульса срабатывания, а в зависимости от этого периода цифровой индикатор 18 даст измеренное значение уже в единицах вязкости жидкости.Градуировка шкал индикатора 18 проводится путем измерения вязкости в эталонных жидкостях с известной вязкостью. Получены также расчетные зависимости, позволяющие по амплитуде и длительности импульса срабатывания чувствительного элемента, механическим параметрам датчика вязкости веса чувствительного элемента, статической неуравновешенности), электрическим параметрам схемы измерения вычислить величину вязкости и провести градуировку шкал, Однако зависимости довольно сложны, поэтому градуировку целесообразнее вести указанным выше образом,Устройство обеспечивает хорошую совместимость с цифровыми элементами автоматики, может работать от аккумулятора и обеспечивать полную автономность, вязкость может быть измерена практически в любых диапазонах, емкостях и в любой среде, в том числе и агрессивных жидкостях, Измеритель не чувствителен к наклонам резервуаров, перекосам и т.п., так как поплавок, на котором смонтирована механическая часть вискозиметра, автоматически обеспечивает горизонтальное положение. С выхода одновибратора сигнал можно снимать непосредственно на микропроцессор,т.е. использовать вискозиметр в качестведатчика в автоматических системах управ 5 ления, Датчик, установленный на поплавке.можно опустить в углубленный сосуд, и будет обеспечено дистанционное измерениевязкости без контакта с контролируемойсредой, Прибор универсален, так как воз 10 можность измерения не связана ни с какими ограничениями, накладываемыми навеличину возможной вязкости, измерениеможет проводиться при движении чувствительного элемента в колебательном, апери 15 одическом режиме и т,п.Формула изобретенияВискозиметр, содержащий электромагнит, подключенный через усилитель мощности к генератору прямоугольных импульсов20 с регулируемой амплитудой и длительностью, регистрирующий элеменг в виде геркона, а также свободно укрепленный нагоризонтальной оси чувствительный элемент с размещенным на нем постоянным25 магнитом, от л и ч а ю щи й с я тем, что, сцелью повышения точности и расширениядиапазона измерения, чувствительный элемент выполнен в виде пластинки, на одномиз торцов которой укреплен постоянный30 магнит, а центр тяжести пластинки смещенотносительно оси в противоположную отмагнита сторону, горизонтальная ось установлена на поплавке, имеющем осевое отверстие для размещения чувствительного35 элемента, а электромагнит и геркон установлены на противоположных сторонахплоской рамки, закрепленной на поплавке иохватывающей чувствительный элемент,причем первый и второй выводы геркона40 подключены соответственно к первому ивторому выходам генератора и одноименным входам одновибратора, выход которогочерез счетчик связан с входом цифровогоиндикатора,451693461 едактор О,Хрипта Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго