Устройство для измерения вязкости

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистическихРеспублик 972325(21) 3298346/18-2 2) Заявлено 23.03.81 1 Ч 11/06 исоединением заявки-еударстеевкыи комитет 3) Приорите СССР 13 5 1.82. Бюллетень41ия описания 17.11.82 публиковано 0 ата опубликов по делам нзобретеннй и открытийт ф ГЕНфНС 1.Тт. ХПНЧКц/д БИЬЛИОТЕ 1 с 4 М. Морд и А В. 11 3,в 11ЛОЦС институт химического машиностро 54) У(: ГРс 11 СГВО Дг 1 Я ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТ а а с выхо гистратор ция ктсрц лог соединени истецеция1 елостатком,5 етс 1 невозмо1 зкости газов. Изобретение отцогц си к ус,"; с г;, для измерения физико мс с;цццсски ., , с;, газообразных вецсств и может ци,; рименение для измерения вязкости азов, например в химической промышлешосп:.Известны устройства для измерения вязкости газов, содержащие ламинарный капилляр,измеритель перепада давления и побудитель расхода 11.Недостатком известных устройств является низкая точность измерения, обусловленная трудностями проведения анализа испытуемых сред при работе на технологическом оборудовании и дискретном отборе проб.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения вязкости, содержа гцее лози рующую емкость, снабженную трубкй истечения, управляющее устройство, регп тратор времени истечения, пятимембранный элемент сравнения, залатчик давления, узел памяти, пневматическое трехмембранное реле, при этом в соответствующие входы пятимембранного элемента сравнения подключены залатчик давления, выходы узла памяти, а выхол пяти- мембранного элемента сравнения подключен в сопло трехмембранного реле, камере ) иг соединен дом, со входом ре а вре(2изв ствоо устройства явжность точино измер цця Цель изобретения - повышецис точисгиизмерений путем стабилизации перепада лзв ления цз трубке истечения и осуцествлеция опри анализе тнного лозирования исслелу мого вещества.Г 1 оставленная цель достигается тем, цтоустройство для измерения вязкости, содержащее дозируюцую емкость, трубку истечения, регистратор времени истечения, пя тимембрзццый элемент сравнения, задатчик давления, узел памяти, первое пневматическое рехмембранное реле, при этом в соответствуюцие входы пятимембра нного элемента сравнения подключены задатчик 2 сдавления и выходы узла памяти, а выход пятимембранного элемента сравнения подключен в соцло трехмембрзцного рсле, кзмерз управления которого соедин пи с выхлом узла памяти, и вьхол со лц ивхолом регистратора времени истецсния,цзб0 15 20 25 30 35 40 45 50 Устройство работает следующим образом, При подаче командного давления Р = 1 камера В 5 узла 5 памяти сообщается с камерой В б пятимембранного элемента 6 сравнения и камерой Б 1 пульсирующего пневматического сопротивления 1. При этом с выхода узла 5 памяти давление Р 5 посту 3жено вторым пневматическим трехмембранным реле, триггером с раздельными входами, пульсирующим пневматическим сопротивлением и точным повторителем со сдвигом, причем выход первого пневматического трехмембранного реле подключен к одному из входов триггера и входу второго трехмембранного реле, реализующего логическую функцию Отрицание, выход которого соединен с другим входом триггера, а выход триггера соединен с регистратором времени истечения и с камерой управления пульсирующего пневматического сопротивления, ко входу которого подключена линия с анализируемым веществом, а выход через одну из камер точного повторителя со сдвигом подключен ко входу трубки истечения, выход которой - к другой камере точного повторителя со сдвигом, при этом дозирующая емкость подключена к камере пульсирующего пневматического сопротивления, соединенной с одним из входов пяти- мембранного элемента сравнения.На чертеже изображено устройство для измерения вязкости газообразных сред .Устройство содержит пульсирующее сопротивление 1, к камере А 1 которого подключена камера Б 2 точного повторителя со сдвигом 2. К камере В 1 подключена дозирующая емкость 3. Камера Б 2 точного повторителя со сдвигом через трубку истечения 4 (ламинарный дроссель) соединена с камерой А 2. Камера Б 1 пульсирующего сопротивления 1 подключена к камерам В 5 и Е 5 узла 5 памяти и к камере В б пяти- мембранного элемента 6 сравнения, камера Г 6 которого соединена с выходом узла 5 памяти, а камерад Д 6 соединена с выходом задатчика 7 давления. Выход элемента 6 сравнения подключен в сопло С реле 8, реализующего логическую функцию Запрет, выход которого подключен к одному из входов триггера с раздельными входами 9 и ко входу реле 10, реализующего логическую функцию Отрицание, выход которого подключен к другому входу триггера 9. Выход триггера 9 подключен в камеру Г 1 управления пульсирующего сопротивления 1 и к входу регистратора времени истечения (не показан).Линия с анализируемым веществом подключена к камерам Ви Е 1 пульсирующего сопротивления 1. В камеры Д 1, Д 5, В 8 и В 10 соответствующих элементов схемы подано давление подпора. В камеры Г 5и Б 8 подаются сигналы командного давления Р. пает в камеру Г 6 пятимембранного элемента 6 сравнения, который при подаче на его входы давлений будет иметь на своем выходе.0, если Р - РР1 если Р 5 1Ру фгде Р Рэ и Р - давления на выходах элементов 1,5 и 7, соответственно.При Р = 1, Р = Р, и Р 4 -- , при этом сопло С пневматического трехмембранного реле 8 закрыто и на выходе реле 8 давление Р = 0.В камеру А 9 триггера с раздельными входами 9 поступает давление Р 8 -- 0, а в камеру Б 9 поступает давление с выхода инвертора О, равное Ро -- 1, При таких входных давлениях триггер 9 занимает положение с нулевым выходным сигналом Ро0. При поступлении сигнала Ро = 0 в камеру Г 1 пульсирующего сопротивления, мембранный блок под действием подпора, поданного в камеру Д 1, перемещается вниз, соединяя камеры В 1 и Е 1 через открытое сопло С 1 пульсирующего сопротивления 1 с камерой Б 1. Камеры Ви Е 1 при этом соединены, нагример с трубопроводом с анализируемым газом или с другим его источником. Подачей импульса Р --осуществляется заполнение емкости 3 анализируемым газом. На измеритель времени поступает сигнал Р - в 1.Процесс измерения начинается от входной линии, а, следовательно, и давление в камере 6 сохраняется неизменным до тех пор, пока не сменится команда. На выходе элемента 6 сравнения давление Рв -- 1, которое через открытое сопло С 1 пневмореле 10 поступает в камеру А 9 триггера с раздельными входами 9, при этом на другой вход триггера поступает сигнал нулевого уровня. При таких входных сигналах триггер 9 переходит в положение с единичным выходным сигналом Р = 1. Под9действием давления Р = 1, поступающего в камеру Г 1 пульсирующего сопротивления 1, сопло С 1 и,льсирующего сопротив. ления 1 закрывается, а сопло С 2 открывается. Анализируемый газ из дозирующей емкости 3 поступает через открытое сопло С 2 пульсирующего пневматического сопротивления 1 в камеру Б 2 точного повторителя 2 со сдвигом. Камеры А 2 и Б 2 точного повторителя 2 со сдвигом соединены между собой капиллярной трубкой 4 истечения, выполненной в виде ламинарного дросселя.Состояние газа в дозирующей емкости 3 описывается уравнениемР Ч = О ЙТ,где Р - давление газа в емкости 3, имеющей объем Ч;8 - количество газа;5Р - газовая постоянная;Т - абсолютная температура газа.При истечении газа из дозирующей емкости 3 давление Рз уменьшается, Истечение продолжается до тех пор, пока разность давлений ЬР = Рн -- Р( не станет равной давлению задания Р , устанавливаемому задатчиком 7. Таким образом, истечение газа начинается с момента, когда ЬР = Р - Р, = О, и прекращается. когда ЬР = Р 5 - Р, = Р .В конце процесса истечения состояние 10 газа описывается уравнением(р - р) Ч = (Е - Ы) КТ,(2) где с) - расход газа по трубке истечения;с - время истечения.Вычитая из (1) уравнение (2) получаем,Р Ъ = 6 йТ 1, й) откуда бР Т(4) Расход газа в случае его ламинарного течения по капиллярной трубке истечения можно определить из формулы Пуазейля н виде й.с( ьРР28 с, )О(5) где с(, 1 - диаметр и длина капиллярой з 0 трубки истечения, соответственно; )ч вязкость газа; Р - средняя плотность газа в трубке истечения; ЬР - перепад давления на трубке истечения.Подставляя значение 6 из (5) н (4) получаем35 Р 4 . БАРР 128 Р с(6) 40После того, кд к Р 5 -Р = Рт 1(д ны ходе пятимембранного элемента 6 сравне ния будет сигнал Рн -- 1. Этим сигналом, прошедшим через сопло 6 реле 8 инвертированным на реле 10, триггер 9 переводится в состояние с нулевым выходным сиг налом. Мембранный блок пульсирующего пневматического сопротивленияперемещается вниз, соединяя через открытое сопло С 1 дозирующую емкость 3 со входом Подачей командного импульса Рс -- 1, осуществляется подготовка регистрирующего устройства к работе.В дальнейшем работа устройства осуществляется аналогично.Предлагаемое устройство для измерения вязкости обладает по сравнению с известными устройствами того же назначения следующими преимуществами: истечение газа происходит при постоянном перепаде давления на трубке истечения, кроме того величина перепада давления может быть легко изменена посредством соответствующей насройки оного повторителя со сдвигом, результат измерения не зависит от колебаний данления но входном трубопроводе; высокая надежность работы н пожаро- и взрывоопасных услонцях.формула изобретенияУстройство для измерения вязкости, содержащее дозирующую емкость, трубку истечения, регистратор времени истечения, пятмембранный элемент сравнения, задатчик дынлсния, узел памяти, первое пневматическое трехмембранное реле, при этом в соотнс тствук)щие входы пяти мембранного элемсцты сравнения подключены задатчик давления и выходы узлд памяти, а выход пятимембрацного элемента сравнения подключен н соцло трехмембранного реле, камера управления которого соединена с выходом узлы цдмятц, а выход соединен с входом регистраторы времени истечения, отличаюиееея тем, что, с целью повышения точности измерения путем стабилизации перецаи давления на трубке истечения и осуществления при ацдлизе точного дозирондния исследуемого вещества, оно снабжено вторым пневматическим трехмембранным реле, триггером с раздельными входами, пульсрующим пневматическим сопро- Гнлсцисм и точным повторителем со сдвиГом, причем выход первого пневматического трЕХМЕМОрдццОГО рсЛЕ ПодКЛЮЧЕН К ОдНОМу из нходон риггерд и входу второго трех- мембранного реле, реализуюгцего логическую фх цкцию Отрицание, ьыход которого соедицсц с другим входом триггера, а выход триггера соединен с регистратором времени истсчения и с камерой управления цульсчп) ницего пневматического сопротивления, ко входу которого подключена лицин с андлизируемым веществом, а выход ЧЕрсЗ Одну ИЗ КдМЕр ТОЧНОГО ПОВтОрИтЕЛя со сдвигом подключен ко входу трубки истечения, выход которой - к другой камере точного повторителя со сдвигом, при этом дозирующдя емкость подключена к камере пульсирующего пневматического сопротивления, соединенной с одним из входов пятимембрднного элемецтд срыннения.Источники информации.,принятые но внимание цри экспертизе 1. Здлмынзон .Г(.,А. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметрон автоматических систем. М., Недра, 973, с. 122 26.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2701842 18-25. кл. й 01 1 Х) 11,/06, 22. 2.68 ( и р отот и и ) .ктор Ю 3 80603 НИИ 113035, Милиал ППГ 1 Составит Техред И. Тираж 887 И Государственн делам изобрете осква, Ж - 35,Патент, г Уель В. Верес ого к ний и Раушс ж город АлексеевКорректор НПодписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4