Вибрационный вискозиметр

Номер патента: 1704025

Авторы: Верютин, Воротынцев, Соколов

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХРЕСПУБЛИК 5 з 0 О й 1/6 оротынцев и В,Г.Ве МЕТР нике изме- прерывноогических имеров, и тического мических.(Л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Курский государственный медицинскиинститут(56) Патент США ЬВ 2973639,кл. 6 01 М 11/00, 1962;Авторское свидетельство СССРМ 1516885, кл, 6 01 М 11/16, 1989(57) Изобретение относится к техрений, в частности, к устройствам него действия для определения реолхарактеристик жидкостей и полможет быть применено для автомаопределения вязкости сред в хи.В 2 1704025 А 1 биологических и медицинских исследованиях, Цель изобретения - повышениеточности измерения вязкости сред по декременту затухания свободных колебаний и снижение необратимого расхода исследуемой жидкости. Вибрационный вискозиметр выполнен в виде пьезомеханического резонатора, составленного из кварцевых пластин 2 и полого металлического бруса 1. Крепление резонатора к корпусу 3 произведено с помощью пустотелых трансформирующих линий, составленных из пустотелых четверть волновых связок 4 и резонаторов 5, через которые в рабочую полость резонатора, расположенную в зоне пучности, непрерывно поступает исследуемая жидкость. При этом продольная ось трансформирующей линии-свэки совпадает с узловой линией, соответствющей резонаоной частоте преобразующе.о элемента 4 ил20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к технике измерений, в частности к устройствам непрерывного действия для определения реологических характеристик жидкостей и полимеров, и может быть применено для автоматического определения вязкости жидкостей в химических, биологических и медицинских исследованиях, например, для измерения вязкости крови.Цель изобретения - повышение точности измерения вязкости сред по декременту затухания свободных колебаний и снижение необратимого расхода исследуемой жидкости.На фиг.1 представлен пьезомеханический резонатор, укрепленный в корпусе с помощью пустотелых четвертьволновых связок, общий вид; на фиг.2 - чувствительный элемент. выполненный в виде пьезомеханического резонатора, работающего в режиме 1-й моды изгибных колебаний (сплошной и пунктирной кривыми линиями в увеличенном масштабе показана траектория движения работающего резонатора); на фиг.З - конструкция вибрационного вискоэиметра; на фиг.4 - эквивалентная электрическая схема пьеэомеханического резонатора, включенного в качестве нагрузки в цепь источника напряжения с внутренним сопротивлением Р(здесь Со, С - соответственно статическая и динамическая емкость резонатора; р. Йр - динамическая индуктивность и сопротивление потерь резонатора, не заполненного жидкостью; гг - сопротивг,. чие потерь, вносимых вязкостью исследу- емой жидкости, подаваемой в полость работающего резонатора).Вибрацнонный аискозиметр содержит вибратор, гьп 1 олненный в в 1"дс пьеэок 1 ехач 11 есогс резснатсра (ПМР, (фиг,1, состояще.-.,1 г;лого клетгллического бруска 1 и г:,. пьезо:ьасцевьх пластин 2, укреплен- и . н; ьго бокоеых поверхностях;р;ление ПМР в корпусе 3 пг,оизводитс;, с помощью трансформирующей линни, состгвленно 11 из четаертьволновой :в эки 4 г че-аертьволнового резонатора 5, Дге, как м,;нимум. трансформирующие линии. уд: рки:.ающие ПМР в корпусс. имеют а:т;-чие полости Б. сседичен.ыс. с рабочей полостью резонатора С, Крепление пустотелчьд рез.заторов 5 и связс 4 к ПМР пг .изводится та:им образом, чтс продольнь,г с",и;.ез;,на-оров и связок совпадают с сеымк ли - ,мн работающего резонатора На фиг,2 в качестве одного из примеров рс аизац 1 т прес.лагадмого устройства показан рсзонатор -гибных колебаний, работающийа 1-й моГе. Ко",.-,.дината расположения узловых лин,;й для данного резонатора составляет - "0,224. (где- общая длина резонатора). Рабочая полость С с двух сторон замкнута винтами 6, устанавливаемыми с торцов ПМР. Преобразовательный элемент - ПМР с помощью четвертьволновых резонаторов и связок устанавливается в корпусе 3 (фиг.1), составленном из еерхней 7 и нижней 8 половин (фиг.З), соединенных винтами 9. Фиксация ПМР относительно продоль 10 ных осей связок производится с помощьюгаек 10, навинчиваемых на хвостовики связок, Хвостовики пустотелых связок помимо резьбы имеют конические штуцеры 11, на которые одеваются эластичные трубки (не показаны), обеспечивающие подачу Р 1 и сток Р 2 исследуемойжидкости. Включение резонатора в измерительную схему производится с помощью контактов 12, устанавливаемых в нижнем основании 8 с помощью стеклоизоляторов 13. Коммутация пьеэокварцевых пластин 2 между собой и соединение с контактами 12 производится с помощью проводов 14,Устройство работает следующим образом.На пьезокварцевые пластины 2 возбуждения поступают радиоимпульсы с частотой заполнения равной собственной частоте ПМР и с частотой повторения, определяемой генератором импульсов. В основе работы ПМР лежит пьезоэффект, обеспечивающий преобразование входного электрического напряжения, подводимого к пьеэокварцевым пластинам, в механические напряжения в теле вибратора (обратный пьезоэффект) и ответную реакцию по выходу в виде зарядов на электрода возникающих в результате деформации вибратора под действием механических на.;ен й (прямой пьезоэффект).На фиг 2 приведеча изгибная форма колебаний.Обладая высо ой добротностью, ПМР сохраняет собственные механические колебания в паузах между возбуждающими радиоимпульсами, Полезный сигнал после соответствующей коммутации подается в измерительный канал измерительной схемы, где оч анализируется Полезный сигнал затухает по экспоненц:гал: ному закону, При введении жидкости в рабочую полость ПМР С изменяется добротнсс;ь резонатора, а значит - и логарифмический декремент затухания, чем выше коэффициент вязкости исследуемой среды, тем быстрее затухают колебания переходного процесса, Коэффициент вязкости об; о пропорционален времени, за которое происходит уменьшение первоначально вь боанной амплитуды в5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зараз (С- основание натуральных логарифмое).Устройство предварительно перед началом работы калибруется по одной из стандартных жидкостей: воды, спирт, ацетон и др.Как следует из описания конструкции прибора исследуемая жидкость непрерывно поступает в рабочую полость резонатора, втекая и вытекая из него, т.е. не выходя из общего русла и не подвергаясь окислительному и другому какому-либо разрушающему воздействию окружающей среды. Это обстоятельство является весьма удобным при непрерывном наблюдении за характером изменения вязкости жидких сред в ходе проведения того или иного технологического процесса или при проведении операций, связанных с хирургией крови, когда идет о целенаправленном изменении реологических характеристик определенного ее объема.Повышение точности измерения вязкости путем увеличения добротности преобразующего вибратора получено за счет того, что в состав пьеэомеханического вибратора входят два максимально добротных элемента: пьезокварцевые пластины с добротностью Оп = (2-3)10 и металлический резонатор с добрэтностью Ор 21 104, позволясщие сбесгечить добротность прибора Олр,б 21 1 О . Повышение добротности приводит к улучшению энергетических соотношений сигнал/шум, а значит - к повышениО ц, встеи-,ельнссти гсибора в целом,Исслед,е;лая жид.ость подается в наиболее дефсрлируемуо Область работающего резонатсоа - е зону пучности, что -саво.-= т гс:уч 1 ть большее значение коЭффнц -та МодуЛцИ добрстНОСтИ таК как к ан, ЕЕ Э;,", к ., Ой дЕфс мэции ;Одеосгае 1".= ьесь Обье", жидкости, заполякн-.,",абэ, с,ссс- Оезснгтора 1. Это,;,ЕОС Эч:Ь, т.КМ.Е Сг: ЭС:бСтвЛЕт ПОЕЫ- шению тоцнссти измерения. вязкости, С целью дальнейшего повышения добротности, креплене П,Р к корпусу произведено С ПОМОЩЬЮ ПСтствясй траНСфОРМИРУЮщЕй л нии, ссссно расположенной с узловыми линиями резонатора и прикрепленной к нему Такой метод косплния минимизирует диссипгт 1 е 1 ье потери еибратора, связанные с егс креплением к корпусу, и способствует сохранен 1 с еьсскогс значения исхсдной добрстчсстл прборзПрибор изготавлиьгтся метсдгм Общего машиностроения, металлический резонатор 1 1 зготгелиегется из элинеарного сплава типа 44 НОМТ методом шлифовки с проведением соответствующей термообработки. Трансфорл 1 ирующая линия (элементы 4 и 5) изготавливается заодно на токарном станке с последующей шлифовкой и также подвергается термообработке. Перед запрессовкой трансформирующей линии в резонатор элементы 4 и 5 предварительно настраиваются на частоту, в два раза превышающую рабочую частоту резонатора 1, После этого на резонатор 1 напаиваются (наклеиваются) пьеэокварцевые пластины 2,на которые предварительно вжигаются (или найыляются в вакууме) электроды возбуждения, Затем вся колебательная система фиг.1) помещается в корпус 8, и резонатор настраивается на заданную частоту. Производится подпайка коммутирующих приводов 13 к контактам 12, после чего прибор закрывается верхней крышкой коопуса 7, Корпус 1 детали 7 и 8) изготавливаетсяметодом литья под давлением,Заключительной операцией является силикониэация рабочих каналов В и С, что предотвращает химический контакт исследуемой жидкости с металлом преобразующего элемента, Исследования показали, что ПО СРаВНЕНИЮ С ДРУГИМ УСтРОйСтВОМ аНаЛО- гичного назначения вискозиметр имеет добротность примерО в 5 вьш., чтэ позволяет повысить точность измерений е1,5-2.5 раза.Формула изобретения Вибрациснный вискоз"л;".;. г. -; "- щий измер 1 сл,н, ю схелу, и. Тс. , мя, резонансный пр.образ, . "э еме т явля ощийся эле лснто; е:;г -.- ОогслебаНй И ИЗГОтое",ннь. и пс ; с;ЕОЭРЭОЕгтв",Осдг ," С 1 Ен ф:,ежду ссбсйз: ",;к,.;помощьстргчсас-,О 1 сеи ,;э,тс- ГС ГЗ котся .;:.Е,: ЧЕтЕРт 1 д 1., "- ссстгстэтеусщ:. ре:с аснс г";тг, зо 5 разователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, С ЦЕЛЬЮ ПОЕЫШЕНИЯ ЭЧНОС-, . гл:ООЯ вязкости сред и снижения несбрат мого расхода исследуемой жидкости Оезэ- гнсный п ресбразую.ций заеме; еп О; нем е виДе полого пьезсмелд, вски.с реэалатсра брускового типа у:реплемсг: кс -.1 уе с помощью пустотелых сеяз" к, через;,сторые во внутреннюю полость резонатора, расположеннуО е зоне пучнссти. поступает исследуемая жидкость, при этом продольная ось каждой из связок ссеп.дэет с узловой линией, соответствующей резонансной частоте преобразующего элемента.1704025 ЮЮР оставитель Л.Ульяновехред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая Редактор Е,Папп Подписноеиям и открытиям при ГКНТ СССР я наб., 4/5 Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 акаэ 57 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по иэобр113035, Москва. Ж, Рауш1

Смотреть

Заявка

4752618, 02.11.1989

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

СОКОЛОВ ВЛАДИСЛАВ ОРЕСТОВИЧ, ВОРОТЫНЦЕВ СТАНИСЛАВ ФЕДОРОВИЧ, ВЕРЮТИН ВАЛЕРИЙ ГЕОРГИЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 11/16

Метки: вибрационный, вискозиметр

Опубликовано: 07.01.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1704025-vibracionnyjj-viskozimetr.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Вибрационный вискозиметр</a>

Похожие патенты