Фотоэлектрическое устройство для измерения вязкости жидкости

 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ, содержащее капиллярный вискозиметр с двумя рисками для ограничения объема, осветитель, фотоэлектрические : . регистраторы моментов,, дбстижения мениском исследуемой жидкости рисок и измеритель временных интервалов, о л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повьиения точности, каждый из регистраторов выполнен в виде светоделителя и двух фотоприемников , поля зрения .которих симметрич .но расположёны относительно рисок, в устройство введены коммутатор, два вычитающих устройства, удвоитель напряжения , пороговый элемент, нульорган , логическая схема И, триггер и схема управления коммутатором, при этом выходы фотоприемников через коммутатор попарно подключены к входам первого вычитающего устройства, выход которого соединен с входами порогового устройства и удвоителя напряжения , входы второго вычитающего „устройства подключены к выходу удвоителя напряжения и через коммутатор к Фотоприемнику, поле зрени.я которого расположено выше риски, огра .ничивающей уровень истечения, выход (П второго вычитающего устройства.через нуль-орган связан с одним из входов логической схемы И, к второму входу которой подключен выход порогового устройства, а выход логической схемы И подключен к измерителю временных интервалов и триггеру, выход КОо ТОРОГО соединен со схемой управления 4 коммутатором. :о --1 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3(У) G 01 N 11/06 (21) 3439558/18-25 (22) 17.05.82

{46) 23.10.83. Вюл. 9 39 (72) О.Д.Глухов, В.И. Прицкер и В.Д,Свердличенко, (:53) 5.39 ° 1 (088. 8) (56) 1. 1. Einfel d, Еin Vl skos imeter" .system fur halbautomatiвспе V1skosi

ФЬСаmessungen. Exp, Tech. РЬуs. 1979, 27, В 4, s . 385-392.

2. Вискозиметр лабораторный полу": . автоматический ВЛК-f6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИЕЦ 2.842.000 TO. Специальное конструкторское бюро по автоматике в.нефтепереработке и нефтехимии, 1972,(прототип). (54)(.57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТнО

ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ, со" . держащее капиллярный вискозиметр с двумя рисками для ограничения объе« ма, осветитель, фотоэлектрические регистраторы моментов,. дбстижения мениском исследуемой жидкости рисок и измеритель временных интервалов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьааения точности, каждый из регистраторов выполнен в виде

„„SU„» 1049787 A светоделителя и двух фотоприемников, поля зрения .которых симметрично расположены относительно рисок, в устройство введены коммутатор, два вычитающих устройства, удвоитель напряжения, пороговый элемент, нульорган, логическая схема И, триггер и схема управления коммутатором, при этом выходы фотоприемников через коммутатор попарно подключены к входам первого вычитающего устройства, выход которого соединен с входами порогового устройства и удвоителя напряжения, входы второго вычитающего устройства подключены к выходу удвоителя напряжения и через коммутатор к фотоприемнику, поле зрения которого расположено выае риски, огра- ничивающей уровень истечения, выход второго вычитающего устройства через нуль-орган связан с одним из входов логической схемы И, к второму входу которой подключен выход порогового устройства, а выход логической схемы И подключен к измерителю временных интервалов и триггеру, выход которого соединен со схемой управления, коммутатором.

1049787

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения кинематической вязкости жидкости с помощью капиллярного вискозиметра.

Известно фотоэлектрическое устройство для измерения вязкости, в котором для измерения времени истечения калиброванного объема жидкости используются два фотоприемника, формируюцих сигналы запуска и остановки измерителя временных интервалов, Для локализации места срабатывания фотоприемников вблизи рисок

Йа поверхности вискозиметра наносятся два экрана со целевыми диафраг- 15 .мами f1 >.

Недостатками устройства являются неудобство его практического использования иэ-эа необходимости нанесения экранов со щелевыми. диафрагмами на поверхность вискозиметра, а также низкая точность измерения.

Наиболее близким к. изобретению по технической сущности является фотоэлектрическое устройство для .изме. рения вязкости, содержащее размещенный,в термостате капиллярный вискозиметр, снабженный двумя рисками, ограничивающими объем вытекающей жидкости, осветитель, выполненный в 30 виде источника света и световодов, два фотоэлектрических регистратора, выполненных .в .виде совокупности щелевых диафрагм световодов и фотоприемников, два формирователя импуль- 35 сов, подключенные к выходам фотоприемников, и измеритель временных интервалов, входы которого связаны с выходами формирователей Г2 ), Недостатком устройства является малая точность измерения времени истечения жидкости. Это обусловлено различием чувствительностей фотоприемников, различием их освещенностей в моменты регистрации и нестабильностью порогов срабатывания формирователей„ а также неточностью визуального наведения щелей на риски. аким образом, суммарная погрешность измерения времени истечения может достигать 0,1%, что существенно больше остальных погрешностей образцовых вискозиметров.

Цель изобретения — повышение точности измерения кинематической вязкости. 55

Цель достигается тем, что в фотоэлектрическом устройстве для измерения кинематической вязкости жидкости, содержацем капиллярный вискозиметр с двумя рисками для ограниче- 69 ния объема, осветитель, фотоэлектрические регистраторы моментов достижения мениском исследуемой жидкости рисок и измеритель временных интер-, валов, каждый » регистраторов вы- 65 полнен в виде светоделителя и двух фотоприемников поля зрения которых симметрично расположены относительно рисок, в устройство введены коммутатор, два вычитаюцих устройства, удвоитель напряжения, пороговый элемент, нуль-орган, логическая схема И, триггер и схема управления коммутатором, при этом выходы фотоприемников через коммутатор попарно подключены к входам первого вычитающего устройства, выход которого соединен с входами порогового устройства и удвоителя напряжения, .входы второго вычитающего устройства подключены к выходу .Удвоителя напряжения и через коммутатор к фотоприемнику, поле зрения которого расположено выше риски, ограничиваюцей уровень истечения выход второго вычитающего устройства через нуль-орган связан с одним иэ входов логической схемы И, к второму входу которой подключен выход порогового устройства, а выход логической схемы И подключен к измерителю временных интервалов и триггеру, выход которого соединен со схемой уп- равляющих коммутаторов.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство) на фиг. 2 — конструкция светоделителя.

Устройство содержит помещенный в термостат 1 капиллярный вискоэиметр

2 с двумя рисками 3 и 4, осветитель, выполненный в виде источника 5 света и световодов 6,. два фотоэлектрических регистратора, выполненные в виде совокупности светоделителей

7 и 8. и пар фотоприемников 9, 10 и 11, 12, поля зрения которых расположены симметрично выше и ниже рисок

3 и 4, коммутатор 13, входы, которого (вх. 1, вх. 2, вх. 3 и вх. 4 )подключены к выходам фотоприемников

9-12, первое вычитающее устройство

14, входы которого соединены с первым,(вых. 1 ) и вторым выходом (вых.2) коммутатора 13, пороговый элемент

15, удвоитель 16 напряжения, входы которых соединены с выходом первого вычитающего устройства 14, второе вычитающее устройство 17, первый вход которого подключен к третьему выходу (вых. 3) коммутатора 13, а второй вход соединен с выходом удвоителя 16 напряжения, нуль-орган 18, вход которого подключен к выходу второго вычитающеro устройства 17, логическую схему И 19 два входа которой соединены соответственно с выходами нуль-органа 18 и порогового устройства 15, триггер 20, счетный вход которого соединен с выходом логической схемы И 19, схему управления коммутатором 21, вход которой подключен к выходу триггера 20, и измеритель 22 временных интервалов, 1049787 вход которого соединен с выходом логической схемы И 19 °

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии вискозиметр

2 не заполнен исследуемой жидкостью, ключи коммутатора 13 йаходятся в положении 1, фотоприемники 9-12 находятся вне эоны меток 3 и 4 и через светоделители 7 и 8 воспринимают световой поток источника 5 света. 10

Светоделители 7 и 8 выполнены так, что поля зрения пар фотоприемников

9, 10 и 11, 12 имеют общую горизон-: тальную границу раздела и ограничены в вертикальном направлении размером 15 диафрагмы. Это может быть достигНуто например, с помощью двух склеенных призм, общая поверхность AA которых образует границу раздела полей зрения верхнего 9 и нижнего 10 фотоприемников. Ограничение полей зрения достигается эа„счет конечного размера ширины торцевых поверхностей склеиваемых призм. Возможны и другие варианты выполнения светоделителей, например, с помощью светоделительных пластин, кубиков и т.д. с ограничением полей зрения фотоприемников щелевыми диафрагмами.

По Нулевому значению раэностного сигнала фотоприемников 9 и 10 снимаемому с выхода первого вычитающего устройства 14, выходные сигналы этих фотоприемников выравниваются.

Вычитающее устройство 14 может быть построено с использованием ключа, коммутирующего выходы фотоприемников 9 и 10 поочередно на общую нагрузку, что одновременно позволяет обеспечить модуляцию разностного электрического сигнала. .40

Затем светоделитель 7 и фотоприемники 9 и 10 смещаются в направлении риски 3 и по нулевому сигналу на выходе первого вычитающего устройства 14 производится точное со- 45 вмещение границы раздела AA полей зрения фотоприемников 9 и 10 с риской 3. При наведении на риску

3 светоделитель 7, фотоприемники

9 и 10 и вычитающее устройство 14 . gp выполняют функцию фотоэлектрического микроскопа. После этого ключи коммутатора 13 переключаются в положение П и производится аналогичным образом выравнивание сигналов фотоприемников 11 и 12 и наведение све.тоделителя 8 и связанных с ним фо-топриемников 11 и 12 на риску 4 вискозиметра.

После проведенных операций ключи коммутатора 13 переключаются в положение 1, вискозиметр 2 заполняется жидкостью и начинается процесс выпускания жидкости. По мере опускания мениска начинает изменяться сна-, чала выходной сигнал U верхнего фотоприемника 9, а затем и выходной сигнал U< нижнего фотоприемника 10 °

При этом вычитающее устройство 14 определяет разность сигналов U „ - U2 которая удваивается удвои-.елем 16 напряжения. С,помощью второго вычитающего устройства 17 из удвоенной разности вычитается сигнал фотоприемника 9, поле зрения которого расположено выше риски 3. Тем самым определяется разность 2(0 -Я2)-Uqi при равенстве которой нулю происходит срабатывание нуль-органа 18.

Одновременно при разности величин больше величины порогового напряжения порогового устройства 15, оно формирует напряжение, подаваемое на вход логической схемы И 19, разрешающее срабатывание этой схемы.

Срабатывание нуль-органа 18 при наличии разрешающего напряжения приводит к срабатыванию логической схемы И 19 и запуску измерителя временных интервалов. Одновременно меняется состояние триггера 20, который через схему управления коммутатором

21 переключает ключи коммутатора 13 в положение ll. Вследствие этого первый вход и второй. вход вычитающего устройства 14 и первый вход второго вычитающего устройства 17 подклю.— чаютcsi к выходам фотоприемников 11 и 12, расположенных у нижней риски 4., В дальнейшем, при прохождении ме-, ниска жидкости через поля зрения

:эти>. фотоприемников устройства 14-19 формируют аналогичный сигнал, который осуществляет остановку измерителя 22 временных интервалов 22, пе,реключение триггера 20 в исходное состояние и через схему управления переключение ключей коммутатора 13. в исходное положение 1, Преимуществом устройства является то, что момент срабатывания нульоргана 18 не зависит от прозрачности жидкости, прозрачности остаточной пленки жйдкости или изменения светового потока осветителя. Кроме того, обеспечено постоянство фиксируемого объема вытекающей жидкости за .счет обеспечения"постоянства положения момен. z срабатывания относительно рисок вискоэиметра, что более чем на порядок повышает точность измерения времени измерения истечения жидкости иэ капиллярного вискоэиметра.

1049787

ВНИИПИ Заказ 8405/40

Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.ÏðoåêTíàÿ,4