Вискозиметр

Сею бютвщх Ссциапистическнх Респубнии(23) Приоритет 3) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень ЛЪ5) Дата опубликования опйсания 28,02.79)У 8.137 88.8) на делам изобретений и атнрытий(71) Заявител 4) В И С КОЗ ИМ ЕТР Изобретение относится к вискозиметрам, основанным на апериодическом движении тела в среде, и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности и для контроля технологических процессов, а также для научных исследований.Известен вискози метр, основанный на апериодическом движении тела в среде, содержащий возбуждающую и измерительную схемы, измерительный преобразователь, измерительный зонд которого закреплен на гибкой мембране и имеет добротность не более /з, возбуждающие и регистрирующие преобразователи, причем возбуждающие преобразователи подключены к выходам триггера управления, а регистрирующие подсоединены к его запускающимвходам.Известен вискозиметр, основанный на апериодическом движении тела в среде и применяемый в полиграфической промышленности США для автоматического регулирования концентрации печатной краски в процессе печатания, содержащий возбуждающую и измерительную схемы, измерительный зонд, выполненный в зависимости от необходимости либо в виде подвешенного стержня, либо в виде свободно закрепленного цилиндра с размещенными в нем магнитами, регистрирующие н возбуждающие преобразователи,Вискозиметр допускает работу с повышенными давлениями, однако верхний пре 5 дел рабочей температуры определяется типом регистрирующих преобразователей, вкачестве которых как в отечественных, таки в зарубжных вискозиметрах применяютсямагнитоуправляемые контакторы (герко 10 ны). Так как верхний предел рабочих температур герконов не превышает +100 С,основным недостатком известного вискозиметра является относительно низкая рабочая температура (от 60 до 100 С).15 Известен также вискозиметр, основанныйна апсриодпческом движении тела в среде,допускающий работу при повышенных давлениях и температурах.Вискозиметр содержит возбуждающую и20 измерительную схемы, измерительный прсобразователь, включающий корпус с размещенными в нем ведомой магнитной муфтой, регистрирующими и возбуждающимипреобразователями, подключенными соот 25 ветственно к выходам и входам триггерауправления, измерительный зонд, выполненный в виде пустотелого цилиндра с размещенными в нем якорем и ведущими элементами магнитной муфты. При этом возЗ 0 буждающие преобразователи выполнены ввиде удлиненных магнитопроводов, герметично выведенных через днище корпуса измерительного преобразователя к измерительному зонду, на одном конце которых,расположенном внутри корпуса измерительного преобразователя, размещены катушкивозбуждения.Основной недостаток известного вискозпметра - увеличение погрешности измерений при повышении частоты, что обусловлено спецификой работы магнитных муфтпри их реверсивном движении. Это будетощущаться особенно на малых вязкостях.Цель предлагаемого изобретения - повышение точности измерений, надежности вработе и расширение диапазона рабочейтемпературы.Для этого вискозиметр, содержащий возбуждающую схему с триггером управления,измерительную схему, измерительный преобразователь, включающий корпус с размещенными в нем возбуждающими преобразователями, выполненными в виде магнитопроводов, герметично выведенных черезднище корпуса измерительного преобразователя в контролируемую среду, на одномконце которых размещены катушки возбуждения, подключенные на выход триггерауправления, измерительный зонд, выполненный в виде пустотелого цилиндра с размещенными в нем магнитами, свободно закрепленного вне корпуса измерительногопреобразователя, снабжен акустическимирегистрирующими преобразователями, выполненными в виде генератора синусоидальных колебаний, и подключенных наего выход двух пьезоэлектрических излучателей, расположенных в контролируемойсреде и акустически связанных с двумяприемными пьезопреобр азов ателями, навыход которых подключены усилители-детекторы, соединенные со входом триггерауправления. Кроме того, на измерительномзонде закреплен акустический экран, выполненный в виде металлической пластинки, которая входит в зазоры между пьезоэлектрическими излучателями и приемнымипьезопреобразователями в крайних положениях измерительного зонда.На чертеже изображена функциональнаясхема предлагаемого вискозиметра,Предлагаемый вискозиметр состоит извозбуждающей и измерительной схем и измерительного преобразователя.Измерительный преобразователь содержит герметичный корпус 1, катушки 2 возбуждения, удлиненные магнитопроводы 3,кронштейн 4, герметично выведенный изкорпуса 1, на конце которого в исследуемой среде помещены два пьезоэлектрических излучателя 5 и два приемных пьезопреобразователя 6, две камневые опоры 7,измерительный зонд 8 с размещенными внем магнитами, закрепленный в камневыхопорах 7 между наружными полюсами маг 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 нитопроводов 3, акустический экран 9, закрепленный на измерительном зонде 8.Возбуждающая схема содержит источник 10 питания, нагрузкой которого являются катушки 2 возбуждения, подключаемые к его выходу через коммутатор 11, управляющие входы которого подключены к выходам триггера 12 управления. Управляющие входы триггера соединены с регистрирующими преобразователями, представляющими собой генератор 13 синусоидальных колебаний, на выход которого подключены два пьезоэлектрических излучателя 5, акустически связанных с двумя приемными пьезопреобразователями 6, на выход которых подключены усилители-детекторы 14 и 15. Измерительная схема содержит измеритель 16 периода колебаний, подключенный к одному из выходов триггера 12 управления.Предлагаемый вискозиметр работает следующим образом.При нахождении измерительного зонда 8 в крайнем правом положении, фиксируемом левым регистрирующим преобразователем, правое плечо триггера 12 управления закрыто и ток источника 10 питания через коммутатор 11 запитывает катушку 2 возбуждения, преобразующую этот ток в усилие, заставляющее измерительный зонд вращаться против часовой стрелки (магнит в цилиндре движется в сторону левого электромагнита). При подходе зонда 8 в крайнее левое положение, фиксируемое правым регистрирующим преобразователем, сигнал с последнего перебрасывает триггер управления, открывая правое плечо. В данном случае запитывается правая катушка 2 возбуждения и направление движения зонда 8 реверсируется. При подходе зонда 8 в крайнее правое положение, фиксируемое левым регистрирующим преобразователем, сигнал с последнего вновь перебрасывает триггер 12 управления и ток источника 10 питания поступает на левую катушку 2 возбуждения, после чего цикл повторяется.Работа акустических регистрирующих преобразователей происходит следующим образом.Генератор 13 вырабатывает синусоидальное напряжение, которое поступает на два пьезоэлектрических излучателя 5, находящихся в исследуемой среде возле измерительного зонда 8. Энергия электрического сигнала преобразуется излучателями 5 в механические колебания, которые, распространяясь по исследуемой среде, достигают приемных пьезопреобразователей 6, где преобразуются снова в электрические колебания, которые подаются на усилители-детекторы 14, 15, где происходит их усиление и детектирование.По достижении измерительным зондом одного из крайних положений (например, левого) акустический путь от правого пье 649987зоэлектрического излучателя к приемномупьезопреобразователю 6 экранируется акустическим экраном 9, что приводит к исчез.новснию сигнала на приемном преобразователе, а следовательно, на выходе усилителя детсктора 15, Правое плечо триггерауправления открывается, запитывается правая катушка 2 и измерительный зонд движется в правое крайнее положение, по достижении которого экранируется акустический путь от левого пьезоэлектрического излучателя к приемному пьезопреобразователю, что приводит к исчезновению сигналана выходе усилителя-детектора 14 и открытию правого плеча триггера управления. 15При этом направление движения измерительного зонда реверсируется,Таким образом, применение акустическихрегистрирующих преобразователей выгодноотличает предлагаемый вискозиметр от известных, так как позволяет с высокой точностью вести измерения вязкости при повышенных температурах и давлениях исследуемой среды, При этом конструкция измерительного преобразователя значительно 25упрощается и отпадает необходимость вприменении таких трудоемких элементов,как магнитные муфты.Предлагаемый вискозиметр может работать и в ротационном режиме, при этом 50повышение скорости вращения не приводитк увеличению погрешности, как это происходит в приборах с магнитными муфтамииз-за их рассогласования или возможностипроскальзывания. Кроме того, акустические регистрирующие преобразователи относительно просто выполняются во взрывозащищенном исполнении, что значительно расширяет сферу применения вискозиметраво взрывоопасных средах.Формула изобретенияВискозиметр, содержащий возбуждающую схему с триггером управления, измерительную схему, измерительный преобразователь, включающий корпус с размещенными в нем возбуждающими преобразователями, выполненными в виде магнитопроводов, герметично выведенных через днище корпуса измерительного преобразователя в контролируемую среду, на одном конце которых размещены катушки возбуждения, подключенные на выход триггера управления, измерительный зонд, выполненный в виде пустотелого цилиндра с размещенными в нем,магнитами, свободно закрепленного вне корпуса измерительного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона рабочих температур, он снабжен акустическими регистрирующими преобразователями, выполненными в виде генератора синусоидальных колебаний, и подключенных на его выход двух пьезоэлектрических излучателей, расположенных в контролируемой среде и акустически связанных с двумя приемными преобразователями, на выход которых подключены усилители-детекторы, соединенные со входами триггера управления, при этом на измерительном зонде закреплен акустический экран, выполненный в виде металлической пластинки, которая входит в зазоры между пьезоэлектрическими излучателями и приемными преобразователями в крайних положениях измерительного зонда.Заказ 84/7 Изд. Кв 203 Тираж 1089 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5 К.З 5, Раушская наб д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2