Вибрационный способ исследования жидкостей
ВИВРАЦИОННЫП СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ, включающий возбуждение колебаний на резона 1сной частоте зонда, погруженного в исследуемую жидкость, с постоянной амплитудой, измерение частоты и амплитуды возбуждающей силы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, амплитуду колебаний зонда устанавливают равной амплитуде, при которой достигается экстремальное значение резонансной частоты зонда в зависимости от амплитуды.колебаний.
СОЮЗ СОЩТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСГ1УБЛИН (19) (И) 3(5Q 01 N 11 16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABT0PGHCMY СВИДЕТЕДЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3382242/i.8-25 (22) 15.01.82 (46) 15.05.83. Бюл.. 9 18 (72) В.Н.Гладкий и Н.Т.Шевелев (71) Ждановский металлургический институт (53), 532.137(088.8) (56) 1 . Соловьев A.Í °, Каплун A.R.
Вибрационный метод измерения вязкости жидкостей. Новосибирск, "Наука", 1970, с. 44.
2. Авторское свидетельство СССР
)) 857787, кл. (э 01 N 11/16, 1981 (прототип). (54) (57) ВИБРАЦИОННЫЙ СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ, включающий возбуждение колебаний на резонансной частоте зонда, погруженного в исследуемую жидкость, с постоянной амплитудой, измерение частоты и амплитуды возбуждающей силы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, амплитуду колебаний зонда устанавливают равной амплитуде, при
° которой достигается экстремальное . значение резонансной частоты зонда в зависимости от амплитуды колебаний.
1017971
Изобретеиие относится к измерительной технике и может быть использовано для определения физических свойств веществ, например вязкбсти, плотности, фазового состава растворов ..и расплавов, путем .измерения парамет- 5
poi3 колебаний механической кблебательной системы, взаимодействующей с исследуемым веществом.
Известей способ измерения, заключающийся в погружении в исследуемую 10 среду рабочего органа, закрепленного
На упругом элементе и колеблвцегося в ней эа счет внешней гармонической силы. При этом параметры колебаний (амплитуда, частота, добротность i Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения физических свойств веществ вибрационным методом, включающий возбуждение колебаний на резонансе зонда, погруженного в исследуемую жидкость, с постоянной амплиту- 35 дой, измерение частоты и амплитуды возбуждающей силы (23. Основным недостатком указанных способов является искажение получаемйх результатов. вследствие проявле- 40 ния нелинейности упругих элементов. Цель изобретения — повышение достоверности и точности измерений. Укаэанная цель достигается тем, что согласно вибрационному способу 45 исследования жидкостей, включаюцему воэбуждение колебаний на резонансной частоте зонда, погруженного в исследуемую жидкость, с постоянной амплитудой, измерение частоты и амплитуды возбуждающей силы, амплитуду колебаний зонда устанавливают авной амплитуде, при которой достигается экстремальное значение резонансной частоты зонда в зависимости от амплитуды колебаний. 55 . Для измерения вязкости или плотности жидкостей с помоцью электромеханического преобразователя по частотно-фазовому методу предварительно выясняют диапазон линейности уп- ®О ругого элемента, для чего при работе преобразователя с рабочим органом вне исследуемой жидкости определяют зависимость резонансной частоты колебаний от их амплитуды. Затем резо- 65 нансную амплитуду колебаний рабочего органа устанавливают в интервале амплитуд, в котором частота резонансных колебаниЯ не зависит от величины амплитуды (диапазоне линейности упругого элемента преобразователя), и измеряют резонансную частоту колебаний при сдвиге фаз Ti /2, после чего рабочий орган погружают в исследуемую жидкость, устанавливают выбранное значение резонансной амплитуды колебаний путем изменения вынуждающей силы (тока нагрузки возбуждающей катушки преобразователя) и производят из-мерение резонансной частоты при сдвиге фаэ TI/2. Величину вязкости или плотности исследуемой жидкости определяют в дальнейшем по одной иэ расчетных формул для частотно-фазового метода. Пример. Двумя способами проводят измерение вязкости глицерина и резольной смолы с помоцьв вибрационного устройства на базе электромеханического преобразователя с упругим элементом в виде струн по абсолютному частотно-фазовому варианту вибрационного метода и определяют величину относительной разности результатов измерений. В измерениях по первому способу постоянную амплитуду выбиравт в области проявления "мягкой" силы возбуждения и устанавливают равной Ц.,= =0,3 В. По второму,(предлагаемому) способу амплитуду колебаний выбирают в диапазоне линейности упругого элемента, протяженность которого определяют по предварительно построенному графику зависимости резонансной частоты от амплитуды колебаний рабочего органа, и устанавливают равной Ц2=1,7 В. Используя известнув расчетную формулу для частотно-фазового варианта, величину относительной разности результатов измерений вязкости представляют в виде зависимости 1- A1-1 f 2 л 2 1 40QQQ(e 1 ° <00 /о, . 12 . 321 fz2 1-О где Я„=- -; Л = 12 о о f u f. — соответственно резо1 2 нансная частота колебаний рабочего органа на воздухе, определенная по первому и второму способам измерений; fÄ, К вЂ” соответственно резонансная частота колебаний рабочего органа в среде, вязкость которой определяется по первому и второму способам".1017971 Величина отно-. сительной раз ности измерений вязкости, д, % Измеряемые величины по варианту Вязкая среда второму первому ll В f„, с" П, В Е2, с оэдух 134,59 134,37 б0,34 0,3 1,7 134,71 134,49 б0,46 Глицерин 0,3 1,7 0il0 - Резольная смола 0,3 0,35 1,7 Составитель В. Крутин Редактор М. Петрова Техред И.Гайду Корректор Г.Решетник Эакаэ 3527/40 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 и 1 — соответственно вязкость среды, определенная по первому и второму способам измерений. В таблице приведены данные, полученные в результате измерений и рас- 5 чета. Следует отметить, что частотно-фа зовый вариант внбрационного метода измерения предназначен для исследования свойств вешеств с высокими вяз- 10 костными характеристиками фо 10000 I!). Веществ с вязкостью порядка 1014 П (такие, как глицерин) относятся K начальной области применения укаэанного варианта вибрационного мето ° да. Из приведенных в таблице резуль.татов видно, что при измерениях жидкостей, более вязких, чем глицерин, величина систематической ошибки вследствие проявления нелинейности упругого элемента возрастает. Таким образом, предлагаемый способ измерения физических свойств вешеств. обеспечивает по сравнению с известными способами большую точность, что в свою очередь, особенно при проведении прецизионных измерений, повышает достоверность и научный уровень проводимых исследованиЯ.
