Вискозиметр

 

ВИСКОЗИМЕТР, содержащий сосуд для исследуемой жидкости и установленный коаксиально с ним корпус , в котором размещены две измерительные катушки, две катушки подмагничивания, охватывающие каждая соответствующую измерительную катушку, источник питания, подключен|НЫЙ к катушкам подмагничивания, и регистрирующий прибор, на вход которого включены измерительные катушки , узел сброса шарика и термостат , в который помещен корпус, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости измерений, он снабжен четырьмя экранами в форме полукольца, попарно охватывающими катушки подмагничивания и подключенными к входу регистрирующего прибора , узел сброса шарика выполнен в виде скобы с двумя взаимно перпендикулярными электромагнитами и трубчатым магазином, соосным одному из электромагнитов, устанавливаемой в корпусе так, что ось второго электромагнита совпадает с осью сосуда, и электромагнитного реле с тремя парами нормально замкнутых и двумя парами нормально СО разомкнутых контактов, первый электромагнит подключен к источнику питания через одну, второй - через две пары нормально замкнутых кон .тактов, и перекрестно - через две пары нормально разомкнутых контактов , а обмотка реле через конденсатор , подключена к входу регистрирующего прибора.

СО)ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) G 01 ) ) 1 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

/

) 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3517706/18-25 (22) 03.12.82 (46) 15.05.84. Бюл. )) 18 (72) E.Г.Трофимова, С.A.Cóðêoâ, С.Г.Наумов, В.A.×åðíûõ и Н.Н.Шипков (53) 539. 137(088.8) (56) 1. Белоненко Н.В., Белоненко В.Н. Комплексная установка для исследования вязких и упругих жидкостей при высоких давлениях.—

"Заводская лаборатория", 1977, Р 1, с. 48 — 50.

2. Авторское свидетельство СССР )) 486249, кл. 5 01 и 11/04, 1970 (прототип 1. (54 )(57) ВИСКОЗИМЕТР, содержащий сосуд для исследуемой жидкости и усфтановленный коаксиально с ним корпус, в котором размещены две из лерительные катушки, две катушки подмагничивания, охватывающие каждая соответствующую измерительную катушку, источник питания, подключен,ный к катушкам подмагничивания, и регистрирующий прибор, на вход которого включены измерительные катушки, узел сброса шарика и термостат, в который помещен корпус, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости измерений, он снабжен четырьмя экранами в форме полукольца, попарно охватывающими катушки подмагничивания и подключенными к входу регистрирующего прибора, узел сброса шарика выполнен в виде скобы с двумя взаимно перпендикулярными электромагнитами и трубчатым магазином, соосным одному из электромагнитов, устанавливаемой в корпусе так, что ось второго электромагнита совпадает с осью сосуда, и электромагнитного реле с тремя парами нормально замкнутых и двумя парами нормально разомкнутых контактов, первый электромагнит подключен к источнику питания через одну, второй — через две пары нормально замкнутых кон.тактов, и перекрестно — через две пары нормально разомкнутых контактов, а обмотка реле через конденсатор подключена к входу регистрирующего прибора.

1092380

Изобретение относится к измерению физических свойств материалов, в частности к приборам для измерения вязкости жидкостей.

ИзВестей вискозиметр, содержащий термостат, сосуд для исследуемой жидкости, измерительные катушки и узел сброса шарика с магнитным лифтом для его подъема при необходимости параллельных измерений (1), Недостатком данного вискозимет- 10 ра является сравнительно низкая точность, связанная с тем, что в устройстве не предусмотрена защита от фона, который дает нагреватель термостата, что отрицательно 1ñ; сказывается на точности измерений, а также тем, что не предусмотрено применение шариков разных диаметров, что приводит к увеличению погрешности измерений в условиях изменяю щейся при изменении температуры вязкости. Кроме того, велика трудоемкость измерений из-за необходимости разборки вискозиметра при замене шарика. Г

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является вискозиметр, содержащий корпус, коаксиальный ему сосуд с исследуемой жидкостью, на котором размещены две измерительные катушки, катушки подмагничивания, охватывающие каждая соответствующую измерительную катушку, источник питания, подключенный к катушкам подмагничивания, 35 и регистрирующий прибор, на вход которого включены измерительные катушки, узел сброса шарика, выполненный в виде серводвигателя для поворота сосуда с исследуемой жидкостью рО на 180 при каждом следующем измерении, и термостат, в который помещен . корпус(2).

Недостатком известного вискозиметра является сравнительно низкая точность, связанная с тем, что не учитывается погрешность, которую вносят в показания турбулентные завихрения в жидкости, которые образуются при быстром повороте сосуда, а также не учитывается погрешность, которую вносит угловая скорость шарика, появляющаяся при повороте сосуда. Существенную погрешность вносит также использование шарика одного, диаметра, и изменение расстояния между катушками практически не снижает этой погрешности. Кроме того, недостатком данного способа является трудоемкость измерений, так как для замены шарика требуется разбор- 60 ка всего устройства.

Цель изобретения — повышение точности и снижение трудоемкости измерений. 65 указанная цель достигается тем, что вискозиметр, содержащий сосуд для исследуемой жидкости и установленный коаксиально с ним корпус, в котором размещены две измерительные катушки, две катушки подмагничивания, охватывающие каждая соответствующую измерительную катушку, источник питания, подключенный к катушкам подмагничивания, и регистрирующий прибор, на вход которого включены измерительные катушки, узел сброса шарика и термостат, в который помещен корпус, снабжен четырьмя экранами в форме полукольца, попарно охватывающими катушки подмагничивания и подключенными к входу регистрирующего прибора, узел сброса шарика выполнен в виде скобы с двумя взаимно перпендикулярными электромагнитами и трубчатым магазином, соосным одному из электромагнитов, устанавливаемой в корпусе так, что е ось второго электромагнита совпадает с осью сосуда ; и электромагнитного реле с тремя парами нормально замкнутых и двумя парами нормально разомкнутых контактов, первый электроглагнит подключен к источнику питания через одну, второй — через две пары нормально замкнутых контактов, и перекрестно — через две пары нормально разомкнутых контактов, а обмотка реле через конденсатор подключена к входу регистрирующего прибора.

Экраны в форме полукольца, попарно охватывающие катушки подмагничивания, играют двоякую роль. С одной стороны, полукольца позволяют экранировать измерительные катушки от внешних наводок, с другой стороны, полукольца образуют обкладки конденсатора, включенные в колебательный контур вместе с соответствующей измерительной катушкой, что повышает выходной сигнал. Количество экранов связано с количеством измерительных катушек, т.е. вдвое больше (четыре 1. Выполнение узла сброса шарика в виде с.кобы с двумя взаимно перпендикулярными электромагнитами и трубчатым магазином, соосно одному из электромагнитов, устанавливаемой в корпусе так, что ось второго электромагнита совпадает с осью сосуда, позволяет размещать скобу надососудом, с помощью горизонтального электромагнита извлекать шарики из магазина, с помощью вертикального. электромагнита фиксировать каждый шарик, а затем сбрасывать его в сосуд. Использование электромагнитного реле, включенного соответствующим образом, позволяет включать и выключать горизонтальный электромагнит, а также изменять полярность включения

1092380

Вискозиметр работает следующим образом.

Исследуемый материал, например пек, засыпают в раздробленном состоянии или заливают в расплавленном состоянии в центральный сосуд. Калибровка вискозиметра проводится на прозрачной жидкости с помощью фотоэлектрического регистратора пролета шарика, состоящего из двух фотосопротивлений и двух ламп, установленных попарно на стойках по разные стороны от стакана б. После окончания калибровки фотоэлектрический регистратор снимается и вискозиметр

40 помещается в вакуумный термошкаф

CHBC. Для более точного измерения температуры на дно стакана б также помещается исследуемый материал например пек, а для выравнивания

45 температуры по длине столба жидкости весь вискозиметр может быть помещен в цилиндрический экран из немагнитного и неэлектропроводного материала с хорошей теплопровод50 ностью.

При поданном напряжении на катушку 10 горизонтального и на катушку

13 вертикального электромагнитов первый иэ шариков 8 устанавливается между их сердечниками 11 и 12 над устьем сосуда. При быстром отключении питания катушки 10 и смене поляр-ности питания катушки 13 с последуювертикального электромагнита, что дает возможность сначала притянуть шарик, зафиксировать его, а затем оттолкнуть (шарик во время фиксации несколько намагничивается ). Существенного для процесса измерения ускорения шарика не происходит, так как намагничивание за короткий срок времени слабое, сила отталкивания невелика и шарик по существу просто падает с вертикального электромагнита. Подключение обмотки реле через конденсатор к входу регистрирующего прибора позволяет регистрировать на диаграммную ленту прибора. импульс, соответствующий подаче напряжения на обмотку реле, а значит и сброс очередного шарика.

Конструкция узла сброса шарика и система регистрации позволяет применять вискозиметр для твердеющих материалов, например каменноугольного пека, вязкость которого изменяется, в частности, при изменении температуры на 10 С (с 100 до 110 С) на порядок, изменяющих свою вязкость под действием изменения температуры на несколько порядков. В этом случае применение других вискозиметров затруднительно, что связано с необходимостью точного измерения температуры и поддержания ее постоянства по всему столбу исследуемой жидкости, а также необходимостью. использования шариков различного диаметра в различных диапазонах вязкости для достижения минимальной погрешности во всем интервале ее изменения, вследствие чего возникают проблемы с измерением сигнала в катушках индуктивности при пролете шарика, и с механизмом сбрасывания шариков.

На фиг.1 показан вискоэиметр, общий вид; на фиг 2 — схема управления сбросом шарика.

Вискозиметр содержит корпус (не показан ), в котором размещено оснорание 1, где на центрирующих кольцах 2 установлены измерительные катушки 3. Катушки подмагничивания

4, питаемые постоянным током, охвачены попарно полукольцами 5 и размещены на внешнем кварцевом стакане б, в котором. впаян чехол 7 для термопары. Шарик 8 сбрасывается в центральный сосуд из узла сброса шарика, состоящий иэ скобы 9, установленной на стакане б, горизонтального элект гомагнита с катушкой 10 и сердечника 11, вертикального электромагнита с сердечником 12 и катушкой 13 и двухколенной трубки-магазина 14 с набором различных шариков 8, размещенных в требуемой последовательности. Катушки 3 соединены между собой и с полукольцами 5 параллельно и через конденсатор 15 подключены

25 к входу усилителя 16 типа УЭУ-209М, на выход которого с фонопонижающим конденсатором 17 включен регистрирующий прибор 18 типа Н338. Кроме двух вэаимноперпендикулярных электромагнитов с катушками 13 и 10, на которых резмещены обмотки 19 и 20, и магазина 14, в узле сброса шарика имеется также реле с обмоткой 21, питание на которую подается через тумблер 22, имеющее контакты 23 — 26, Обмотки 20 и 19 катушек электромагнитов 10 и 13 подключены: первая через нормально замкнутые контакты 23 и 26 с реле 21, перекрестно через нормально разомкнутые контакты 24 и 25 с реле .21, а через тумблер 27 к источнику постоянного напряжения 28, а вторая обмотка 19 через тумблер 29 и нормально замкнутые контакты 30 к источнику постоянного напряжения

28. Обмотка 21 через конденсатор 31 подключена к входу усилителя 16, а через него к регистрирующему прибору

18. щей подачей питания на катушку 10 указанный шарик 8 падает в основание

1, а следующий шарик 8 занимает его место. Пролет шарика 8 в катушках

3 регистрируется в виде пиков на диаграммной ленте самописца 18, амплитуда которых пропорциональна размеру шарика 8, что исключает ошиб1092380

10 ки при обработке результатов измерений. Использование полуколец 5 позволяет снизить фон при регистрации пролета шарика 8 и увеличить амплитуду полезного сигнала.

Отключение питания катушки 10 и смена полярности питания катушки

13 выполняется следующим образом.

При включении питания катушек 10 и 13 связанными тумблерами 27 и 29 первый шарик 8 устанавливается между сердечниками 11 и 12, при отключении тумблером 22 питания обмотки

21 реле нормально замкнутые контакты 23, 26 и 30 размыкаются, а нормально разомкнутые контакты 24 и 25 замыкаются в ре:ультате чего полярность питания обмотки 20 катушки

13 изменяемся на противоположную, а обмотка 19 катушки 10 обесточивавтся.

Применение изобретения позволяет повыситьф точность измерений в среднем на 6-10% за счет использования шариков разного диаметра в разных диапазонах вязкости при снятии температурной вязкости, а так же за счет снижения фона и увеличения амплитуды сигнала; снизить трудоемкость измерений в среднем на 15-20% эа счет исключения разработки вискоэиметра при замене шарика.

1(!r);) )H(j

Составитель В.Крутин

Редактор К.Волоаук Техреду.мартяшова Корректор B.Áóòÿãà

Заказ 3245/26 Тираж 823 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