Колебательный датчик вязкости жидкостей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) G 01 11/16 I

) t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3490813/18-25 (22) 20.09.82 ., (46) 15. 12. 83. Вюл. Р 46 (721 (0. К. Реммель, A. Г. Пикнер и Л.К.Эйнер (71) Таллинский политехнический институт, Тартуский филиал Центрального опытно-конструкторского и технологического бюро Государствен ного всесоюзного ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследова" тельского технологического института ремонта и эксплуатации машиннотракторного парка (53) 538.137 (088.8) (56) 1 ° Заявка Великобритании

Р 1595536, кл. 6 1, 19 81.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 685957, кл. G 01 )ч 11/16, 1979 (прототип ) °

„„SU„„.1 060993 А (54 ) (57) ICOJIEBATEJIbHhlA ДАТЧИК ВЯЗКОСТИ"ЖИДКОСТЕЙ, содержащий колеблющийся элемент, выполненный в виде. зонда с дополнительной секцией,упругий подвес, возбуждающий и приемный преобразователи, о т л и = ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности измере:.ний и ускорения процесса термостатирования, зонд выполнен в виде полукольца.

1060993

Изобретение относится к измери+ тельной технике, в частности к устройствам для определения вязкости нагретых жидкостей, и может найти применение в химии и при диагностике агрегатов автомобилей, тракторов и комбайнов по характеристикам рабочих масел.

Известен колебательный датчик вязкости в котором зондом является." заточенная со всех сторон и приваренная к стержню пластинка.

Пластинка совершает поступательные колебания в своей плоскости и погружается в жидкость на полную свою высоту 31).

Недостатком известного датчика является малое значение отношения площади 5 соприкосновения зонда с жидкостью ко всей колеблющейся массе W зонда, что снижает чувствительность датчика. Из-за конструктивных соображений; отношение S /rn при пластинчатом зонде нельзя сделать сколь угодно малым, так как при поступательной колебательной возбуждающей силе плоскость колебаний очень тонкой пластинки является практически неопределенной.

Наиболее близким к предлагаемому является колебательный датчик вязкости, с колеблющимся элементом, состоящим из дополнительной секции (верхний стержневый отрезок ) и зонда (низкий отрезок ). Зонд изготовлен в виде пластины двояковыпуклого параболического сечения с отнощением осей 4:1, с возможностью ее маятниковых колебаний в плоскости большей оси двояковыпуклого сечения. Между дополнительной секцией и зондом расположен упругий„подвес в виде мембраны, которая выполнена иэ эластичного материала и имеет радиальные ребра жесткости. В датчике имеются электромагнитные возбуждающий и приемный (вибрационный датчик в виде механотронаг преобразователи.

Известный колебательный датчик вязкости работает следующим образом.

Зонд датчика погружают в исследуемую жидкость. Электромагнитный преобразователь возбуждения приводит зонд в маятниковые колебания вдоль плоскости, проходящей через большую ось двояковыпуклого параболического сечения зонда. Амплитуда маятниковых колебаний зонда, соответствующая вязкости исследуемой жидкости фиксируется приемным преобразователем и регистрируется измерительной схемой вискозиметра (2g

Однако известный колебательный; датчик вязкости характеризуется недостаточной. чувствительностью, особенно при малой вязкости измеряе65

Колебательный датчик вязкости работает следующим образом. мой жидкости, и длительным временем установления температуры зонда при термостатировании..Малая чувствительность обусловлена в основном малым отношением площади соприкосновения зонда с измеряемой жидкостью к колеблющейся массе датчика, Кроме того, чувствительность датчика снижается.и из-за лобового сопротивления к движению в жидкости зонда с

О двояковыпуклым параболическим сече:ием. Длительное время установления температуры зонда обусловлено большой теплоемкостью зонда.

Цель. изобретения - увеличение

15 чувствительности и ускорение установления температуры зонда при термо-. стаФировании.

Поставленная цель достигается тем, что в колебательном датчике

yg вязкости жидкостей, содержащем колеблющийся элемент, выполненный в виде зонда с дополнительной секцией, упругий подвес, возбуждающий и приемный преобразователи, зонд выполнен:

25 в виде полукольца.

На чертеже представлена схема предлагаемого датчика.

На фиг 1 изображен. колебательный датчик, общий вид/ на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Колебательный датчик вязкости содержит разъемный корпус, состоящий из верхней 1 и нижней 2 половин, В верхнюю половину 1 корпуса установлен колеблющийся элемент, состояЗ5 щий из дополнительной секции 3 и зонда 4, выполненного в виде полукольца, которые соединены между собой посредством термоизоляторов 5.Центр

6 колеблющегося элемента выполнен в

40 дополнительной секции З..Несущей деталью колеблющегося элемента является упругий подвес 7, один конец которого прижат в держателе 8, а; другой конец прикреплен в центре

6 колеблющегося элемента и опирает ся на опору 9. В верхнюю половину

1 корпуса вмонтированы возбуждающий, 10 и приемный 11 преобразователи, а также механический арретир 12 с рычагом 13 для фиксации положе" ния колеблющегося элемента во время очистки зонда 4. В нижней половине 2 корпуса находятся полость 14 для измеряемой жидкости, желобы 15 для перелившейся измеряемЬй жидкос55 ти, трубка 16, через которую пере-лившаяся жидкость вытекает, датчик температуры 17 измеряемой жидкости и нагревательный элемент 18. Для точного монтажа половин корпуса име- °

60 ются прикрепленные к верхней половине 1 корпуса направляющие стержни 19.

1060993

Измеряемую жидкость заливают до краев полости 14 в нижнюю половину

2 корпуса и нагревают при помощи нагревательного элемента 17 до требуемой температуры. Рычагом 13 опускают колеблющийся элемент, ко-, торый начинает под влиянием крутя-, щего момента, создаваемого возбуждающим преобразователем 10, совершать вращательные колебания ВО» круг точки крепления упругого подвеса 7 т.е. вокруг центра 6 колеблющегося элемента. Эатем ставят при помощи йаправляющих стержней 19 верхнюю половину 1 корпуса на нижнюю 2 так, чтобы зонд 4 точно погрузился в измеряемую жидкость. О вязкости измеряемой жидкости судят по колебаниям колеблющегося элемента, которые снимаются при помощи прием- ного преобразователя 11. Посне получения отсчета верхнюю половину

1 корпуса отделяют от нижней 2„ колеблющийся элемент арретируют при помощи рычага 13 и затем очищают зонд. 4 ° увеличение чувствительности измерений вязкости обусловлено тем, что конструкция зонда 4 в виде полукольца не затрудняет уменьшение толщины полукольца. Это позволяет значительно увеличить отношение площади соприкосновения зонда с жидкостью ко всей колеблющейся массе, а этим увеличивается и чувствительность датчика. Кроме того, полукольцо не имеет лобового сопротивления, при колебании в жидкости образуемые волны являются чисто сдвиговыми,что тоже увеличивает чувствительность датчика в сравнении с прототипом.

Ускорение установления температуры зонда при термостатировании обуслов" лено малой толщиной полукольца.

Масса тонкого полукольца в десятки раз меньше, чем масса зонда прототипа, и полукольцо приобретает

10 быстрее температуру измеряемой жидкости

В конструкции колебательного датчика вязкости держатель 8 упругого .:лемента 7 выполнен передвижным. 5 Это позволяет изменить характерис- . тики упругого элемента и тем варьировать диапазон .и чувствительность измерения вязкости жидкостей. Перелив измеряемой жидкости из полости 14 в желобы 15 во время установления зонда 4 в жидкость предусмотрен для поддержания уровня измеряемой жидкости в полости 14 на высоте, определенной краями полости 14. Применение термоизоляторов 5 для соединения дополнительной секции 3 с зондом 4 позволяет добавочно ускорить время установления температуры зонда 4 при термостати ровании датчика.

Вискозиметр с предлагаемым дат" чиком повышает производительность труда при измерении вязкости нагретых масел из агрегатов автомашин, тракторов и комбайнов более чем в

35 10 раз

1060993

Составитель В.Хрутин

Редактор Л.Авраменко Техред М.Кузьма Корректор O.Tèãoð

Заказ 10029/44 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