Устройство для измерения вязкости жидкости

( ) Одесский политехнический институт( ) Р.Г.Джагупов (ЯО), Эваристо ГонсалеМ ланес, Максимино Пенья Матос (СОС Б.Иванов и Г.В.Майко (80)( ) Авторское свидетельство СССР403999, кл, 6,01 М 11/16, 1973.Соловьев А. Н Каплун А, Б, В иб рационй метод измерения вязкости. - Новосибрск; Наука, Сиб, отд, 1970, с. 41,искозимет в вибрациСущностьзовании 1 между , равным рансфорсполь вигами нием кого т И ние относится к измерительной технике. Цель изобретения - расши,стройства. Существенным отличием является использование в ка г)ьезоэлектрического трансфор новым сдвигом между входным напряжениями, равным л /4,орого реализуется фазовый м ия вязкости, за счет чего иапазон измерения вязкости онда в виде твердотельного и веского трансформатора, не и к ематических звеньев и пра отребляющего электрическ воей диэлектрической природ овысить надежность и взр ность устройства,На фиг, 1 изображена схем Устройство для измерен:жидкости содержит генератор трический трансформатор 2, рение диапа еличение на зопасностизом,Пьезоэлепредставляемент в видегиб под д ктрический тр собой биморпластинки, раб нсформаторный пьезоэлтаощей нэ во; ждающ.,га устройства. ия вязкости 1, пьезоэлек- фазосдвигаюствиам во ГО УДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНО ВЕ ОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) изобретения честве зондаматора с фаи выходнымна основе коетод измерерасширяется Реализация ьезоэлектримеющего киктически не ого тока по е, позволяетывобезопас(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВКОСТИ ЖИДКОСТИ(57) Изобретение относится к врии и может быть использованоонных вискозиметрах,изобретения заключается в изонда, выполненного со сдвходным и выходным напряжел/4, и в виде пьезоэлектричесматора, 3 ил,щуо цвпочку 3, фаэов,.,ье 1 ектоп , фильр 5 низких -астот, угпавляо П элемент 6 для перестройки частоты г .Оратора 1 и регистрирующее устройство 7, причем последовательно соед.неы фазовый детектор 4, фильгр 5 низких частот и управляющий элемеГт 6 для перестройки частоты генератора 1, Вьход генератора 1 соединен с входами пьезоэлектрического трансформатора 2 и фазосдвигающей цело "и 3, выход которой подключен к первому входу фа,озого деекторэ 4, а выход пьезоэлактр;Зс,;ого трансформатора 2 соединен с рагистриру;ащим устройством 7 и . с вторым входом сразоо;о детектора 4,, Зависимости частоты, еератгра 1 и выходного напояженип пьезоэлектрического трансформатооаот вязкости жидос-и пр Ьр = Ю 4 показати соответственно на ф,г 23,Уст ойство работает следуюшим ос.ы 1837209тдК 2 Тпп - К 1) + где К 1, К 2 и Тпп - константы, зависящие от параметров зонда и окружающей его жидкости. При Л р = л/4 частота изгибных к баний и амплитуда выходного напряж пьезоэлектрического трансформатора 2 гут быть определены по формулам ле- ния(2) напряжения генератора 1. Пьезоэлектрический трансформатор 2 полностью погружен в исследуемую жидкость, что исключает влияние уровня на показания прибора.Функционирование устройства для из мерения вязкости жидкости основано на использовании влияния сил вязкого трения со стороны жидкой среды на параметры (амплитуду или частоту) колебаний пьезоэлектрического трансформатора. 10При неизменной вязкости частота генератора 1 является такой, что разность фаз между выходными сигналами пьезоэлектрического трансформатора 2 и фазосдвигающей цепочки 3 равняется ж /4, При 15 изменении вязкости появляется расстройка по фазе между этими сигналами, которая вызывает появление сигнала на выходе фазового детектора 4, Фильтр 5 низких частот сглаживает выходной сигнал фазового де тектора 4 для обеспечения устойчивой работы управляющего элемента 6 для перестройки частоты генератора 1. При этом частота генератора изменяется таким образом, чтобы обеспечить фазовый сдвиг 25 на входе фазового детектора 4, равный ,Уг /4, К выходу пьезоэлектрического трансформатора 2 подключено регистрирующее устройство 7, В зависимости от типа регистрирующего устройства (частотомер или 30 вольтметр) устройство для измерения вязкости жидкости может иметь соответственно частотный или амплитудный выход.Техническим преимуществом устройства является возможность простого согласо вания с любь 1 ми устройствами контроля и обработки информации, Так как устройство является следящим по частоте за счет включения фазосдвигающей цепочки и элементов обратной связи, то измерение вязкости 40 можно проводить непрерывно,В области низких частот ФЧХ пьезоэлектрического трансформатора 2 имеет следующий вид:45(3) Формула изобретения Устройство для измерения вязкости жидкости, содержащее генератор, зонд и регистрирующее устройство, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения вязкости, увеличения надежности и взрывобезопасности, зонд выполнен с фазовым сдвигом между входным и выходным напряжением, равным л /4, в виде пьезоэлектрического трансформатора, устройство дополнительно снабжено последовательно соединенным фазовым детектором, фильтром низких частот и управляющим элементом для перестройки частоты фазы генератора, фазосдвигающей цепочкой, причем выход генератора соединен с входами пьезоэлектрического трансформатора и фазосдвигаюВ выражении (2) гп - масса пьезоэлектрического трансформатора; Ь - коэффициент внутреннего трения керамики; а вовлекаемая в движение масса жидкости за счет колебаний зонда,В выражении (3) Кз, К 4 и К 5 - константы, отражающие параметры и свойства зонда и исследуемой жидкости.Надежность изобретения повышается за счет снижения количества функциональных блоков устройства и устранения всех кинематических звеньев. В частности, по сравнению с прототипом устраняется относительное движение зонда с возбуждающей катушкой и с высокочастотным датчиком. Надежность также повышается потому, что не используется струнный способ закрепления зонда. Так как зонд полностью погружен в жидкость, то исключается влияние сил поверхностного натяжения жидкой среды.Варывобезопасность повышается за счет исключения возбуждающей катушки зонда и высокочастотного индуктивного датчика - устройств, потребляющих сравнительно большие токи,Экспериментальные исследования проведены с нефтепродуктами в том числе и с взрывоопасными), динамическая вязкость которых менялась от 0003 до 4 Па с. В отличие от прототипа, где используется фазовый метод для измерения больших вязкостей, экспериментально доказано, что с помощью изобретения можно измерить и малые значения вязкости, а следовательно, значительно расширить диапазон измерения данного метода с высокой надежностью и взрывобезопасностью, 18372091 цей цепочки, выход которой подклю нен к первому входу фазового детектора, а выход пьезоэлектрического трансформатора соединен с регистрирую.щим устройством и с вторым входом фазового детектора.1837209 ф,Юу С Составитель М.Матос Техред М,Моргентал Корректор С.Пекарь Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2861 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5