Вибрационный вискозиметр

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1826214 ф 1) Дополнительное к авт. свид-ву .(51)М, Кл,з 22) Заявлено 110579 (21) 27 б 7547/ аявки М 01 М 11 1 присоединение Госуд енньа кССРизобретенийткрытнй омите(23)Г 3 риорите Опублико дел н(72) Авторы изобретени енко и В.И.Снегур М.В.Кула Ю.К.Та(54) ВИБРАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТ Теле. Поэтому увеличение общего коэффициента затухания приводит к уменьшению интервала времени между возбуждающими импульсами, аследовательно,к снижению точности измерения вязкости. Низкая добротность колебательной .системы вибратора обусловлена диссипацией энергии колебаний в местахкрепления пластины к гильзе вследстие несовпадения этих мест с узкимиолебаний пластин ГИ,Наиболее близким к предлагаемомуявляется вибрационный вискозиметр,Вибратор преобразователя этого вискозиметра выполнен в виде упругогоучастка трубопровода, закрепленногомежду двумя опорами. Упругий участоктрубопровода снабжен системой возбуждения крутильных колебаний вокругоси трубопровода. Частота крутильныхколебаний участка трубопровода зависит от интенсивности момента инерцииприсоединенной массы жидкости и массы трубопровода, а следовательно, является функцией динамической вязкости. Пля возбеждения крутильных колебаний в диаметрально противоположныхточках трубопровода укреплены пластины из магнитного материала, возле которых установлены электромагитиый в к иент т со Изобретение относится к технике измерения физико-химических парамет- ров жидких сред и может быть использовано для измерения вязкости жидкос ти в химической, пищевой и фармацев тической промыщленности.Известен вибрационный вискозиметр, вибратор преобразователя которого выполнен в виде пластины из магнитострикционного материала. Пластина закреплена в герметизированной гильзе с.торцовой стороны, причем одна половина пластины помещена в контролируемую жидкость, а вторая охвачена обмоткой возбуждения, находящей" ся внутри гильзы, Пластины преобразователя работает в режиме затухающих колебаний, причем о вязкости контролируемой жидкости судят по величине интервала времени между возбуждающи- ми импульсами,. посылаемыми на пластину в момент снижения амплитуды колебаний пластины до заданной величи" ны 1 .25Недостатком такого вискозиметра является низкая. добротность колебательной системы вибратора, что приводит к значительной величине коэффиц а затухания пластины, зависящего о бственных потерь в преобразовалогичес ий институтский инЬаиут" хймическоговозбудитель и приемник колебанийвключенные в цепь усилителя селектив.ной положйтельной обратной связи 2.Недостаток этого вибрационного вискоэиметра заключается в низкой доборотности механической колебательной сис"темы преобразователя вискозиметра.Это объясняется тем, что в местахзакрепления упругого участка трубопровода при колебаниях возникаютскручивающие моменты, что приводит кдиссипации энергии колебаний. Снижение добротности механического колебательного контура преобразователявискоэиметра приводит к отклонениючастоты колебаний в цепи усилителяположительной обратной связи отрезонансной частоты колебаний упругого участка трубопровода согласносоотношению И д 920где Й - резонансная частотаоколебаний упругогоучастка трубопровода;дГ - отклонение частоты колебаний от резонансной,дЧ - сдвиг фазы колебаний вцепи усилителя;- добротность механической колебательной системы преобразователя;Х - энергия, запасаемаяпреобразователем заодин период колебаний;Я - энергия рассеиваемаяиВза тот же период колебаний.Как следует из формулы, с уменьшением О ( за счет увеличенйя Хп)снижается плотность измерения вязкости вследствие увеличения дГ. Другим недостатком указанного вибрационного вискозиметра является необходимость в схеме электронного усилителяположительной обратной связи схемноерешение которого вследствие целогоряда требований, в том числе по автоматической регулировке усилия, поформуле выходного сигнала, по величи.не сдвига Фазы и других отличаетсяЬначительной сложностью. Кроме этого,вследствие внутреннего трения прискручивании упругого участка трубопровода мощность усилителя должнабыть порядка 2-3 Вт, что также усложняет как схему усилителя, так иконструкцию системы возбуждения колебаний,Ц 2) о 1 оЦель изобретения - повышение точности измерения и упрощения системывозбуждения колебаний,Поставленная цель достигается тем,что в известном вибрационном вискозиметре, содержащем вибратор в видеупругого участка трубопровода, закрепленно.о на двух опорах, системувозбуждения крутильных колебаний трубопровода, источник гитания и измеритель частоты, на частях упругого трубопровода, выступающих эа опоры, установлены системы возбуждения крутильных колебаний, противофазных по отно 5 шению к колебаниям части трубопровода, заключенной между опорами , выполненными в виде патрубков для подводаи отвода измеряемой среды и установленными в узлах крутильных колебанийучастка трубопровода, система возбуждения колебаний, установленная, междуопорами, снабжена двумя магнитоуправляемыми контактами и двумя постоянными магнитами, установленными с зазором относительно контактов и укрепленными в диаметрально противоположныхточках трубопровода, при этом источник питания через последовательновключенные магнитоуправляемые контакты поцключен ко всем обмоткам элект 20 ромагнитов возбуждения колебаний.На чертеже схематично изображенопредлагаемое устройство,Вискозиметр содержит упругий участок трубопровода 1, части 2 и 3 кото 5 рого, выступающие за опоры, выполненыв виде патрубков подвода 4 и отвода5 контролируемой жидкости. Эти патрубки через Фланцы соединены с технологическим трубопроводом б и установлены в узлах крутильных колебаний,эпюракоторых расположена в верхней частичертежа. Для возбуждения крутильныхколебаний упругого участка трубопровода предусмотрены магнитоуправляемыеконтакты 7 и 8 с защитными прокладками,включенные последовательно . В качестве магнитоуправляеьых контактов могутбыть использованы серийно выпускаемые контах:ы КЭМ-З, На участке трубопровода 1 с зазором от магнитоуправ 40 ляемых контактов в диаметрально противоголожных точках трубопровода укреплены постоянные магниты 9 и 10.Электромагниты возбуждения крутильных ко -лебаний 11 и 12 участка 1 смещены от 4 носительно магнитоуправляемых контактов и воздействуют на участок трубопровода с помощью металлическихпластин 13. Последовательно сэлектромагнитами возбуждения колебало йий центральной части включены электромагниты 14, 15, 16 и 17 возбужденияколебаний частей трубопровода, выступающих за опоры.Источник 18 стабильного напряжения питания электромагнитов через ключ19 подключен к последовательно соециненным электромагнитам возбужденияколебаний и магнитоуправляемым контактам. В линию питания электромагнита включен частотомер 20.60 Предлагаемый вискозиметр работаетследующим образом.Контролируемая среда по трубопроводу б поступает в упругий участоктрубопровода 1, заполняя также егочасти .2 и 3, и отводится из указанных участков также по трубопроводу 6. В этот момент замыкают цепь ключом 19, и напряжение источника питания 18 через замкнутые под действием полей магнитов 9 и 10 магнитоуправляемые контакты 7 и 8 подается на электромагниты возбуждения колебаний 11, 12, 14; 15, 16 и 17, которые воздействуют на пластину 13, скручивая тем самым участки упругого трубопровода 1, 2 и 3, как показано на чертеже. В результате этого увеличи,вается зазор между постоянными магнитами 9 и 10 и магнитоуправляемыми контактами 7 и 8, и,в определенный момент времени магнитоуправляемые контакты разрывают цепь питания электромагнитов. Под действием сил упругости участки 1, 2 и 3 упругого трубопровода возвращаются в первоначальное положение. При этом в результате поворота центрального участ ка 1 постоянные магниты .9 и 10 вновь приближаются к магнитоуправляемым контактам 7 и 8, замыкая их, в результате чего замыкается также цепь питания электромагнитов 11, 12, 14, 15, 16 и 17, и цикл колебаний повторяется.Таким образом в цепи питания электромагнитов возбуждения колебаний возникают прямоугольные импульсы, ЗО частота которых является функцией вязкости контролируемой жидкости и измеряется частотомером 20.Так как крутильные колебания участков 2 и 3 совершаются в противофазе к колебаниям участка 1, при 5 .чем патрубки 4 и 5 установлены в образующихся при этом узлах колебаний, то диссипации энергии колебаний вэтих местах не происходит, а колебательная система имеет высокую доб ротность. Кроме этого, предельно упрощается система возбуждения колебаний, амплитуда колебаний легко регулируется изменением напряжения источника питания, при этом отпадает 45 необходимость в усилителе положительной обратной связи.Формула изобретенияВибрационный вискозиметр, содержащий вибратор в виде упругого участка трубопровода, закрепленного на двух опорах, систему возбуждения крутильных колебаний трубопровода, источник питания, измеритель частоты, о.т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упроще"ия системы созбуждения колебаний, на частях упругого трубопровода, выступающих за опоры, установлены дополнительные системы возбуждения крутильных колебаний, противофазных по оношению к колебаниям части трубопровода, заключенной между опорами, выполненными в виде патрубков для подвода и отвода измеряемой среды и установленными в узлах крутильных колебаний участка трубопровода, система возбуждения колебаний, установленная между одорами, снабжена двумя магнитоуправлясмыми контактами и двумя постоянными магнитами, установленными с зазором/ относительно контактов и укрепленны" ми в диаметрально противоположных точках трубопровода,при этом источник питания через последовательно включенные магнитоуправляеьае контакты подключен ко всем обмоткам электромагнитов возбуждения колебаний.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Кулаков М,В. Технологические измерения и приборы для,химических производств. М., Машиностроениеф,1974, с. 34 3.2. Авторское свидетельство СССРР 427269, кл. В 01 В 01 М 11/00,Тираж 907рственного комите зобретений и открЖ, Раушская наб ор М.Шарощи