Датчик вязкости жидкости

Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 25.02.79. Гооудвротвенный квинтет ссса во делам нзобретеннй я отнрытнй(53) УНК548.137 (088,8) та опубликования опн Л. П. Грузнов, М. Я. Дроздов, И, Н. Журавлев, В. П. Карпь Ю.К,Кутьин и М,Л,Грузнов(Те) Заявитель вановский научно-исследовательский институт хлопчато бумажной промышленности ДАТЧИК ВЯЗКОСТ ДКОСТИ теля постоя включенныистабилизиров Изобретение относится к технике измерения вязкости жидкостей и касается датчиков, служащих для измерения вязкости жидких сред. Дат. чик может быть использован в составе техничес. ких средств автоматизированных систем управления технологическими процессами,5Известен датчик дпя измерения и регулирования вязкости жидкости, в котором в качествЕ чувствительного элемента используют движущееся тело различной конфигурации, В таких вискозиметрах о вязкости контролируемой жидкости 1 О судят в установившемся режиме по величине угловой скорости вращения чувствительного эле. мента датчика в жидкости при постоянстве;нергии, подвсдимой к приводу, или по величине энергии, необходимой для поддержания заданной угловой скорости вращения чувствительного элемента датчика в жидкости 1.Известен ротационный вискозиметр, содержащий.подвижный цилиндр, погруженный в иссле. дуемую жидкость и установленный на валу двига. нного тока с тахометром, резистор, в цепь электродвигателя, источник анного напряжения, блок сравнения,соединенный с выходом тахогенератора, Он со. держит также фазочузствительный усилитель, подключенный к выходу блока сравнения, реверсивный двигатель, ось которого связана со стрелкой измерительного прибсра, а выход - с выходом фазочувствцтельного усилителя, Цепь якоря электродвигателя постоянного тока подключена параллельно цепи цз последовательно соединен. ных потенциометра и зашунтированного резистором термистора, подключенных к источнику стабилизированного напряжения, Термцстор погружен в исследуемую жидкость, а ось реверсивного электродвигателя механически связана с подвижным контактом потенццометра 121.Однако на точность измерения вязкости исследуемой жидкости влияют погрешность стабцлизаши напряжения, питающего схему вискози. метра, изменение во времени характеристик используемого электродвигателя, погрешность при измерении угловой скорости вращения чувстви. тельного элемента с помощью тахогенератора.Р 1 звестсн также вискозиметр, содержащий электродвигатель, вал которого механически связан со входным валом электромагнитной муфты,на выходную ось которой напеты маховик, отмет. чик угла поворота и чувствительный элемент датчика, погруженный в исследуемую жидкость, йрограммное реле времеви, перый выход которого соединен с электрическими входами элект. ромагнитной муфты, а второй выход - со входом отметчика угла поворота, Измерение осущест. вляется в переходном режиме при отключении чувствительного элемента от электродвигателя 13). Однако и этот тип датчика не дает достаточной точности.Целью изобретения является повышение точ. ности измеренияЭто достигается тем, что в предложенный датчик введены одновибратор, вход которого подключен к выходу отметчика угла поворота, к первому входу группы выходных усилителей и к первому выходу датчика. Первый выход одно. вибратора подключен ко второму входу ключа прямого следования, второй выход - ко второму входу ключа следования с задержкой, первый выход которого соединен с первым входом клю. ча прямого следования и с выходом ключа схемы счета, Первый вход последнего соединен с выхо. дом кварцевого генератора, а второй - с третьим выходом программного реле времени, Второй вход счетчика импульсов времени соединен с выходом ключа прямого следования с задержкой, а первый вход - со вторым выходом программного реле времени, а выходы счетчика соединены со вторыми входами группы выходных усилителей, выходы которой соединены с выходами датчика.На фиг. 1 представлена структурная схема предложенного датчика; на фиг, 2 - временная диаграмма работы некоторых его элементов,Датчик измерителя вязкости содержит программное реле времени 1, определяющее ритм выдачи информации датчиком, электродвигатель 2, разгоняющий вращающиеся детали датчика перед измерением до требуемой скорости, электромВгнитную муфту 3, соединяюшую электродвигатель с вращающимися деталями датчика на время разгона, отметчик 4 угла поворота, выдающий импульс напряжения при каждом по. вороте своего ротора на заданный угол, маховик 5, запасающий требуемую энергию в процессе разгона, Датчик содержит также чувствительный элвмент 6, воспринимающий тормозящее дей. ствие исследуемой жидкости, зависящее от ее вязкости, кварцевый генератор 7, выдающий прямоугольный импульсы напряжения через постоян. ные временные промежутки, ключ 8 схемы счета, пропускающий импульсы кварцевого генератора 7 при поступлении разрешающего потенциала с программного реле времени 1, одновибратор 9, управляющий ключами прямого следования 10 и следования с задержкой 11, Ключ 1 О прямого 5 10 15 2 О 25 ЗО 35 4 О 45 50 55 следования пропускает импульсы кварцевого ге. нератора 7 в то время, когда импульсы счетчика угла поворота 4 отсутствуют, ключ 11 следования с задержкой пропускает импульсы кварцевого генератора 7, возникающие одновременно с им. пульсами отметчика угла поворота 4.Линия 12 задержки задерживает импульсы кварцевого ге. нератора 7 на время прохождения в датчике им. пульса отметчнка 4 угла поворота, Счетчик 13 импульсов времени суммирует в процессе измерения импульсы кварцевого генератора 7. Группа выходных усилителей 4 вьщает на выход датчика по команде импульса отметчика 4 угла поворота параллельный двоичный импульсный код времени очередного срабатывания отметчика 4 угла поворота.Датчик измерителя вязкости работает сле. дующим образом.Срабатывание программного реле времени 1 происходит через постоянные промежутки време. ни Т, определяемые требуемой периодичностью измерения вязкости контролируемой жидкости. В первой позиции этого реле напряжение с его первого выхода подается на электродвигатель 2 и электромагнитную муфту 3. При срабатывании электромагнитной муфты 3 ее входная ось, механически связанная с валом электродвигателя 2, подключается к выходной оси, связанной с маховиком 5, чувствительным элементом 6 и вращающимися деталями отметчика 4 угла поворота. Вращаясь, ротор электродвигателя 2 разгоняет связанные с ним детали до необходимой угловой скорости. Это осуществляется за время разгона тразг, (фиг,2 а), после чего программное реле времени 1 переходит во вторую позицию. При этом исчезает напряжение на его первом выходе, а со второго выхода выдается одиночный импульс. При снятии напряжения с электромагнитной муфты 3 и электродвигателя 2 муфта раэьединяет свои входную и выходную оси, а вал электродви. гателя останавливается. Одиночный импульс со второго выхода программного реле времени 1 подается на первый вход счетчика 13 импульсов времени и переводит его в нулевое состояние,Далее программное реле времени переходит в третью позицию, в которой на его третьем выходе появляется постоянное напряжение. Оно подается на электрический вход отметчика 4 угла поворо. та, как напряжение питания, и на второй вход ключа 8 схемы счета, как разрешающий потенциал, При наличии напряжения питания отметчик 4 угла поворота выдает импульсы напряжения малой длительности каждый раз, когда его ротор поворачивается на заданный угол. Этот импульс, во-первых, подается непосредственно на первый выход датчика измерителя вязкости, а,во-вторых, он поступаеХ на первый вход группы выходных усилителей 14, на вторую группу входов которых648883 можно учитывать лишь первые трч члена, Тогдапосле преобразования его можно привести квиду: 1)ос" а 21 6(5) В выражении (5) неизвестны а и я е, поэтому для оценки величины а необходимо, как минимум, измерить время трех последовательных срабатываний отметчика 4 угла поворота., Точность измерения можно значительно повысить, если измерить время большего числа срабатываний отметчика и использовать более сложный алго. ритм вычисления величины а.Полученное значение а позволяет далее рассчитать вязкость исследуемой жидкости и на основании градуировочной кривой ц=Х(а). Ха. рактер градуировочной кривой зависит прежде всего от выбранной конструкции чувствительноГо элемента датчика и должен быть выявлен экспериментально.Предложенный датчик измерителя вязкости позволяет значительно повысить точность измере. ния рассматриваемого параметра и обеспе пшает, в частности, требуемую точность контроля вяз. кости шлихты в клеевой коробке шлихтователь. ной машины. Это достигается за счет того, что в датчике не требуется стабилизации питания элект. родвигателя и его параметров, а так же за счет высокой точности измерения времени срабатыва. ния отметчика угла поворота, оцениваемой мик. ро секундами,Повьппенне точности измерения вязкости позволяет включить его в состав АСУТП шлихтование н автоматизировать тем самым управление такими важными параметрами процесса шлпхтования, как вязкость шлихты в клеевом корыте машины, концентрация шлихты, величина истин. ного приклея основной пряжи. Автоматическое поддержание регламентированного режима шлих тования позволяет резко снизить обрывность основных нитей в ткачестве, а следовательно, повысить производительность труда и оборудования технологического процесса. Одновременно значи. тельно улучшается качество вырабатываемых су.ровых т саней. 5 Формула изобретения Датчик вязкостч жидкости, содержащийэлектродвигатель, вал которого механически свя.зан со входным валом электромагнитной муфты,на выходную ось которой надеты маховик, отмет.чик угла поворота и чувствительный элементдатчика, погруженный в исследуемую жидкость,программное реле времени, первый выход которого соединен с электрическими входами электромагнитной муфты, а второй выход - со входомотметчика угла поворота, . о т л и ч а ю щ и й с ятем, ято, с целью повышения точности измерения,в него введены одновибратор, вход которогоподключен к выходу отметчика угла поворота, кпервому входу группы выходных усилителей и кпервому выходу датчика, первый выход одновибратора подключен ко второму входу ключа прямого следования, второй выход - ко второмувходу ключа следования с задержкой, первыйвход которого соединен с первым входом ключапрямого следования и с выходом ключа схемысчета, первый вход которого соединен с выходомкварцевого генератора, а второй вход - с третьимвыходом программного реле времени, и счетчикимпульсов времени, второй вход которого соединен с выходом ключа прямого следования и черезлинию задержки - с выходом ключа следования сзадержкой, первый вход счетчика импульсов - совторым выходом программного реле времени, авыходы счетчика соединены со вторыми входамигруппы выходных усилителей, выходы которойсоединены с выходами датчика,Источники информации,принятые во внима.ние при экспертизе1, "Заводская лаборатория", 1965, Нф 2,2, Авторское свидетельство СССР У 500472,кл, 6 01 1 Ч 1100,.1975,3, Журнал Всесоюзного химического общест.ва. 1961, т.1 У. Н 4, с.417.45648883 оставитель Е. Маллерехред М. Келемеа р Е, Кравцова Корре Весе Подпааюемитета СССР Закаэ 546 Тираж 1089ЦНИИПИ Государств по делам изобрет113035, Москва Жйи наб., д. 4/5 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектнав,