Вискозиметр

ОПИСАпИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сове;скнх Социалистических Республик(22) Заявлено 30. 03,79 (21) 2744718/18-25с прксоединением заявки Но -(23) Приоритет -Опубликовано 150281.Бюллетень Ио бДата опубликования описания 1702. 81(51)М 1( 3 6 01 и 11/16 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийз Мсниинар д 71) Заявител 4) ВИСКОЗИИЕт Наличие в схеме вискозиметра герконов, которые по существу являются механическими контактами, уменьшают надежность устройства, а наличие в схеме сверхнизкочастотного частомера или измерителя периода колебаний приводит к необходимости записывать сигнал на самопишущий прибор с последующей расшиФровкой, данных.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вискозиметр, в котором датчик с зондом выполнен в виде механотронного преобразователя усилия. Устройство имеет блок питания механотрона, систему возбуждения в виде электромагнита; питаемого от генератора низкочастотных колебаний и индикатора выходного сигнала, в качестве которого используется милливольтметр, в том числе и самопишущий. Информацию о величине вязкости среды несет амплитуда колебаний свободного конца зонда, преобразованная механотроном в электрический выходной сигнал 21.Устройство обладает некоторой частотой механического реЗонанса, изменяющейся под воздействием среды, что приводит к появлению доголнительрам Изобретение относится к. прибодля измерения вязкости жидких сред, у которых амплитуда перемеще. ния подвижного элемента, погруженно го в исследуемую жидкость и возбужд емого строго фиксированным уровнем переменной во времени силы, зависит от вязкости среды, уменьшаясь с ее увеличением, При этом, чем больше вязкость среды, тем с меньшей частотой необходимо перемещать подвижный элемент, что привело к созда нию инфранизкочастотных вискозиметров. 1Известен колебательный вискозиметр, содержащий апериодический зонд, один конец которого закреплен, а свободный опущен в исследуемую среду. Перемещение свободного конца 2 зонда осуществляется с помощью электромагнитов, управляемых транзисторной схемой. Сигнал управления снимается с герконов (герметических магнитоуправляемых контактов), фиксирующих крайние положения колеблющегося зонда. На выходе вискозиметра имеется прибор, фиксирующий период колебаний зонда, что позволяет однозначно иметь информацию о вязкости среды 13805122Ъифы погрешности, Схему возбуждения колебаний свободного конца зонда затрудняет формирование колебаний с ин-. Франизкими частотами ввиду сложности генерирующего устройства, а применяемый на выходе миллинольтметр не позволяет производить индикацию этих колебаний. Использование самопишущего прибора для работы в инфранизкочастотной области лишает вискоэиметр оперативности. Использование механотрона, работающего в колебательном режиме до некоторой степени снижает надежность устройства.Цель изобретения - создание вискозиметра, способного работать н области инфранизких частот, простого в реализации, с повышенной надежностью и точностью измерений, позволяющего получение на выходе аналогового сигнала, несущего информацию о вязкости исследуемой среды, который 20 может быть отсчитан непосредственно по шкаяе старелочногО прибора.На фиг. 1 дана схема предлагаемого вискозиметра; на фиг. 2 - графические данные, снятые на приборах. 2В предлагаемом приборе источником механической энергии. служит электродвигатель 1, нал которого соединен с редуктором 2, нагруженным кривошипно-шатунным механизмом 3 для превращения вращательного днижения в возвратно-поступательное. Вискозиметр имеет два совершенно идентичных по конструкции датчика, помещаемые н исследуемую среду 4. Датчики имеют цилиндрические корпуса 5 и 6 из не- магнитного материала с пазами, обес" печивающими свободный доступ иссле- . дуемой жидкости в их внутреннюю полость. Внутри корпусов жестко закреплены постоянные магниты 7 и 8. 4 О Снекоторьж зазором от полюсон этих магнитов размещены подвижные магниты 9 и 10, обращенные одноименными полюсами н сторону полюсов неподвижных магнитов 7 и 8 соответственно т.е. образуется магнитная пружина, отталкивающая подвижный,магнит от неподвижного. Подвижные магниты 9 и 10 со стороны противоположного полюса соприкасаются с толкателями 11 и 12, возвратно-поступательное движение которым сообщают шатуннокривошинные механизмы 3 и 13.В каждом из двух датчиков изменение положения подвижных элементов постоянных магнитов 9 и 10 Фиксируют соответственно, механотроны 14 и 15, механически соединенные с ними с помснуью рычажных механизмов 16. В цепь анода механотрона 14 и в цепь катода механотрона 15 включены со- Щставные Фотоуправляемые резисторы 17 и 18, состоящие из светодиодов 19 и 20 и фоторезисторов 21 и 22. Интенсивность свечения светодиодов зависит от,протекающего по ним тока,а величина электрического сопротивления фотореэисторов тем меньше, чем больше свечение светодиодов.На выходе схемы, который расположен между точкой (А) механотрона 14 и точкой (К 2) механотрона 15, включен измерительный механизм магнитоэлектрической системы 23 со шкалой; отградуированной в единицах вязкости. Питание измерительной схемы производится постоянным током от источника ЭДС.Работа вискозиметра происходит следующим образом.При подключении электродвигателя 1 к источнику питания, выход редуктора 2 начинает ноэдейстновать на кривошипно-шатунные механизмы 3 и 13 таким образом, что механизм 3 освобождает постоянный магнит 9 от своего воздействия, а механизм 13, преодолевая сопротивление среды и полей магнитом 8 и 10, передвигает подвижный магнит 10 в сторону неподвижного 8. Другой подвижный магнит 9 под воздействием полюса магнита 7 начинает перемещаться в сторону увеличения зазора между магнитами 7 и 9. В связи с тем, что существует вязкое сопротивление контролируемой среды перемещение магнита 9 отстает от перемещения толкателя 11 тем. больше, .чем больше вязкость среды 4, Перемещение подвижных магнитов фиксируется механотронами 14 и 15 с помощью рычажных механизмов 16, причем механотрон 14 увеличивает расстояние ,анод-катод, а механотрон 15 умень-. шает это расстояние. При повороте выходного диска редуктора 2 на 90о отнЬсительно начального положения (Фиг. 1), расстояния анод-катод у обоих механотронов становятся одинаковыми. А это, приводит к равенству токов н цепях.механотронов. Следовательно, свечение светодиодов 19 и 20 одинаково и Фоторезисторы 21 и 22 с шуитирующим их линейными резисторами равны по своему сопротивлению, Такое состояние цепи, характеризующееся минимумом сопротивления, наступает два раза за один оборот вала редуктора и в момент времени, когда суммарный сигнал с механотронов имеет максимальное значение.Процесс Формирования выходного сигнала вискозиметра иллюстрирует фиг. 2, где показано семейство вольтамперных характеристик механотронов (а) с нанесенной на них нагруэочной характеристикой в ниде вольтамперной,характеристики светодиода. Базовой точкой на этих характеристиках является точка (А), На фиг, 2 б кривая Ощ соответствует изменению напряжения на мехонотроне 14, а 0 д - на механотроне 15. Суммарнаякривая выходного сигнала имеет оги-. бающую Оц +Ом .Огибающая имеет мак 2симумы в точках пересечения кривых О,м и ОА На этих же уровнях имеет максимумй и кривая О, формируемая составными фотоуправляемыми резисторами, однако, режим питания цепи 5 с фоторезисторами таков, что кривая сигнала компенсации О имеет миниХмумы в точках максимума основного сигнала О +О . Поэтому выходной сигнал О , Формируется как разность Йф 1сигнала с датчиков, имеющего огибающую О+О, и сигнала компенсации О , Если вязкость среды возрастает, то подвижные магниты при освобождении.их от воздействйя тол" Я кателей приходят до очередной встречи с этими толкателями меньший дуть, что сократит путь движения и рабочей точки на характеристиках механотронов, например, до уровня А-Б (фиг.2 в)( уровня А-А (фиг. 2 г)и т.д. Максимальный выходной сигнал получается при работе вискозиметра на воздухе. Контрольная метка (К.М.) на шкале измерительного механизма 23 наносится при работе вискозиметра на воздухе и соответствует максимальному току отклонения стрелки прибора, Следовательно, в вискозиметре величина выходного сигнала зависит от вязкости контролируемой среды, что фиксируется 30 стрелочным измерительным механизмом магнитоэлектрической системы (микро- амперметром).Таким образом, предлагаемый вискозиметр отличается от известных при менением цепей из постоянных магнитов, которые создают возвратное уси- лие, действующее на подвижные элементы строго постоянного уровня, а также схемой включения механотронов в сочетании с составными фотоуправляемыми резисторами, участвующими в создании выходного сигнала, что упрощает конструкцию датчика вискозиметра нри работе на инфракрасных часто" тах воздействующего усилия, увеличивает его надежность и упрощает процесс формирования выходного сигнала со сколь угодно малой частотой, пригодного для реализации на стрелочном гриборе магнитоэлектричской системы, стрелка которого всегда указываеттолько величину амплитуды отклонения чувствительного элемента датчика, пропорциональную измеряемой вязкости, а не следует за медленно изменяющимся по величине во времени сигналом.Формула изобретения1. Вискозиметр,содержащий электродвигатель с редуктором, кривошипно-шатунный механизм и колебательный чувствительный элемент, расположенный в корпусе, механотроны и стрелочный индикатор выходного.напряжения, отградуированный в единицахвязкости, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности и надежности измерений приинфранизкочастотных колебаниях чую-ствительного элемента, колебательнымичувствительный элемент выполнен авиде двух пар постоянных магнитов,противолежащие торцы одной из парсоединены с механическими толкатвлями, а другие торцы этой пары расположены напротив одноименных полюсовдругой пары магнитов, неподвижно закрепленных в корпусе,2. Вискозиметр по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что каждый изподвижных постоянных магнитов механически соединен со своим механотроном, анод одного из которых и катод другого нагружены светодиодамисоставных фотоуправляемых резисторови соединены со стрелочным измерительным прибором, а другие два электрода подключены к резистору, питаемому через последовательно соединенные фоторезисторы составных фотоуп-.равляемых резисторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 284422, кл. О 01 й 11/16, 1970.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2487849, кл. 6 01 й 11/16,1977 (прототип).