Устройство для измерения вязкости жидких сред

 

1. УСТРОЙСТВО ,ТЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЩЦКИХ СРЕД, содержащее вертикальный цилиндр с рубашкой, в котором с возможностью вертикального перемещения расположен плунжер ,со штоком и площадкой для груза, индикатор перемещения плунжера, о тEii3 .: Si-;:. личающееся тем, что, с целью повышения -точности измерения . вязкости и уменьшения габаритов устройства , индикатор вьтолнен в виде приспособления для измерения кинематической энергии плунжера, установленном в донной части полого цилиндра на пути движения плунжера, и содержит пьезоэлектрический элемент , на котором прикреплены электроды со встречно-штыревой структурой , через усилитель и блок памяти подключенные к показывающему прибору . 2. Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что приспособление для измерения кинетичес (Л кой энергии плунжера снабжено демпфером , расположенным с возможностью взаимодействия с плунжером и выполненным в виде вертикального штыря, через мембрану и пружину соединенного с ударником,установленньм с возможностью взаимодействия ел с пьезоэлектрическим элементом. СП со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (И) 4(51) С Ot N 11 10 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 !..

Н RITOPCNOIAf Сведатеъствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 3687 1 70/24-25 (22) 09. 01 . 84 (46) 15.05.85. Бюл. )) 18 (72) И.А. Шпамас, Ю.К. Стравинскас, С.С. Рупкус, В.П. Маркявичюс и В.А. ПЬтамас (71) Проектно-конструкторское бюро с опытным заводом Министерства пищевой промьпвпенности ЛитССР (53) 532.137 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 318854, кл. С 01 К 1.1!10, 1971.

2. Hartin R. А. Smulen J. F. Simp lified Instrumentation for the

Measurement of Chocolate Viscosity Parameters The Manufacturing Confectioace for May 1981, р. 49-53. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЯЗКОСТИ ЖЩКИХ СРЕД, содержащее вертикальный цилиндр с рубашкой, в котором с возможностью вертикального перемещения расположен плунжер ,.со штоком и площадкой для груза, индикатор перемещения плунжера, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности иэмерения вязкости и уменьшения габаритов устройства, индикатор выполнен в виде приспособления для измерения кинематической энергии плунжера, установленном в донной части полого цилиндра на пути движения плунжера, и содержит пьезоэлектрический элемент, на котором прикреплены электроды со встречно-штыревой структурой, через усилитель и блок памяти подключенные к показывающему прибору2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что приспособление для измерения кинетической энергии плунжера снабжено демпфером, расположенным с возможностью взаимодействия с плунжером и выполненным в виде вертикального штыря, через мембрану и пружину соединенного с ударником,установленным с возможностью взаимодействия с пьезоэлектрическим элементом.

1155915

40

55

Изобретение относится к приборам для измерения вязкости различных веществ, например шоколадных масс.

Известен вискозиметр, содержащий 5 стол, электрическую печь, электрон термоизмерительные приборы, блочный механизм перемещения рабочего органа в сочетании с электромагнитным датчиком и электронным при- 10 емником, а также нагреватель электрической печи, размещенный на внутренней поверхности муфеля,.и механизм поворота емкости для исследуемого вещества, размещенный в ниж- 15 ней части печи. Определение Вязкости на этом вискозиметре осуществляется путем измерения изменения магнитного поля датчика в зависимости от скорости погружения стержня с грузом в исследуемое вещ-ство.

При этом датчик со стержнем кинематически связан посредством блочного механизма 1 i).

Однако ввиду того, что в систему 25 измерения вискозиметра входят несколько последовательно расположенных и кинематически связанных элементов увеличивается значение

1 суммарной ошибки измерения, что сни- З0 жает точность измерения. Кроме того, этот вискозиметр сравнительно больших размеров, что ограничивает возможности его использования в производственных условиях.

Известен также вискозиметр для шоколадных масс, содержащий полый вертикальный цилиндр с рубашкой, в котором с возможностью вертикального перемещения расположен плунжер со штоком, индикатор перемещения плунжера, выполненный в виде приборов измерения времени, за которое плунжер проходит определенный путь в полости цилиндра, запол- 45 ненной исследуемой массой f 2).

Недостатком этого вискозиметра является то, что использование приборов определения времени движения плунжера вводит постоянную ошибку, в результаты опытов. Это объясняется тем, что плунжер в исследуемой массе, расположенной в полости цилиндра, движется не с равномерной скоростью, а закон изменения скорости в каждом опыте меняется.

Наибольшие ошибки определения времени вводятся в начальной стадии движения плунжера с момента начала его движения, когда масса обтекает плунжер неравномерно распределившимися потоками, т,е. в неустановившемся режиме обтекания. Ошибки при определении времени движения плунжера снижают точность определения вязкости и тем. самым точность ее измерения. Кроме того, указанный вискозиметр имеет сравнительно большие габариты, лимитированные точностью измерения вязкости, поскольку с уменьшением высоты цилиндра уменьшается путь, который проходит плунжер, а ошибка при определении времени движения плунжера увеличивается.

Цель изобретения — повышение точности измерения вязкости и уменьшение габаритов устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения вязкости жидких сред, содержащем полый вертикальный цилиндр с рубашкой, в котором с возможностью вертикального перемещения расположен плунжер со штоком и площадкой для груза, индикатор перемещения плунжера, . последний выполнен в виде приспособления для измерения кинетической энергии плунжера, установленном в донной части полого цилиндра на пути движения плунжера, и содержит пьезоэлектрический элемент, на котором прикреплены электроды со встречно-штыревой структурой, через усилитель и блок памяти подключенные к показывающему прибору.

Кроме того, приспособление для измерения кинетической энергии плунжера снабжено демпфером, расположенным с возможностью взаимодействия с плунжером и выполненным в виде вертикального штыря, через мембрану и пружину соединенного с ударвиком, установленнйм с возможностью взаимодействия с пьезоэлек" трическим элементом, Такое выполнение устройства позволяет определять вязкость жидких сред путем измерения кинетической энергии плунжера, что повышает точность измерения вязкости. Кроме того, снабжение устройства приспособлением для измерения кинетической энергии, выполненным в виде пьезоэлектрического элемента, повышает чувствительность всей системы!

559!5 4 на штоке 4 которого установлен груз б. Под действием груза б плунжер

3 продвигается вниз по исследуемой массе и в конце продвижения ударяется о штырь 12. От удара о штырь

12 деформируется мембрана 13, которая, в свою очередь, деформирует пружину !4. В процессе деформации пружины 14 ударник 15 поднимается и

0 ударяет в пьезоэлектрический элемент 7. От удара, в результате прямого пьезоэффекта, в пьезоэлектрическом элементе 7 возбуждается поверхностная аккустическая волна, от которой на пьезоэлектрическом элементе появляются электрические заряды. Электрические заряды от пьезоэлектрического элемента 7 снимаются электродами 8 со встречноштыревой структурой, способствующей более полному снятию зарядов.

Вследствие появления электрических зарядов на электродах 8 на выводах последних появляется импульс электрического напряжения, который усилителем 9 усиливается и подается на блок 1О памяти. Из блока 1О электрический сигнал поступает на показывающий прибор 11, проградуированный в единицах вязкости массы, заполняющей цилиндр 1.

Для варьирования кинетической энергией, которую получает плунжер 3, меняют массу груза б.

Использование системы определения кинетической энергии плунжера

3, выполненной в виде пьезоэлектрического элемента 7, позволяет повысить чувствительность системы измерения и тем самым точность определения вязкости. Кроме того, с увеличением чувствительности системы измерения возможно уменьшение габаритов устройства. измерения устройства, что, в свою очередь, позволяет уменьшить габариты устройства в частности, уменьшить высоту полого вертикальйого цилиндра. На чертеже схематически изображено устройство, общий вид.

Устройство для измерения вязкости жидких сред включает вертикальный цилиндр 1 с рубашкой 2, плун — 1 жер 3 со штоком 4 и площадкой 5 для груза б. В донной части цилиндра 1 расположено приспособление для измерения кинетической энергии плунжеЭ ра, выполненное в виде пьезоэлектри- 1 ческого элемента 7, на котором прикреплены (например, приклеены) электроды 8 со встречно-штыревой структурой, через усилитель " и блок 10 памяти подключенные к пока- 2р зывающему прибору 11, и демпфера, выполненного в виде вертикального штыря 12, через мембрану 13 и пружину 14 соединенного с ударником 15.

Устройство работает следующим 25 образом.

В начале опыта с цилиндра 1 снимают верхнюю крышку с плунжером 3 и полость цилиндра 1 заполняют до

-определенного уровня исследуемой ЗЬ средОЙ, например шоколадной массой. После этого в рубашку 2 подают тенлоноситель с температурой, при которой будет определяться вязкость. Теплоноситель циркулирует

35 в рубашке 2 до тех пор, пока температура шоколадной массы в полости цилиндра 1 достигает заданного значения. Продолжительность циркуляции теплоносителя определяют зара- 40 нее и опытным путем.

По достижении исследуемой массой заданной температуры на верх цилиндра ставят крышку с плунжером 3, 1155915

Составитель В. Вощанкин

Техред М. Надь Корректор С. Черни

Редактор И. Касарда

Тираж 897, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3131/38

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4