Фотоэлектрическое устройство для измерения вязкости жидкости

 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ по авт. св. №. 1049787, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности измерений, устройство снабжено двумя дополнительными оптическими системами, вьшолненными в виде двух симметричных относительно оси вискозиметра частей, установленных на оптических осях фотоэлектрических регистраторов, при. этом каж .дая часть состоит из объектива, цилиндрической линзы, оси цилиндрических поверхностей которой перпендикулярны оси вискозиметра, а передняя фокальная, плоскость совмещена с задней фокальной плоскостью объектива, и второй цилиндрической плосковогнутой линзой, ось цилиндрической поверхности которой совмещена с осью вискозиметра и задней фокальной штоскостью объектива.сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК. (19) (1! ) (s1)4 G 01 N 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) 1049787 (21) 3722187/24-25 (22) 30.03.84 (46) 30.09.85. Бюл. N - 36 (72) П.Л. Притулюк (53) 532. 137(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1049787, кл. G 01 N 11/06, 1983. (54) (57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ по авт. св. Ф. 1049787, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности измерений, устройство снабжено двумя дополнительными оптическими системами, выполненными в виде двух симметричных относительно оси вискозиметра частей, установленных на оптических осях фотоэлектрических регистраторов, при этом каждая часть состоит из объектива, цилиндрической линзы, оси цилиндрических поверхностей которой перпендикулярны оси вискозиметра, а передняя фокальная плоскость совмещена с задней фокальной плоскостью объектива, и второй цилиндрической плосковогнутой линзой, ось цилиндрической поверхности которой совмещена с осью вискозиметра и задней фокальной плос- Е костью объектива.

337

1 1182

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения кинематической вязкости жидкости с помощью капиллярного вискозиметра и является дополнительным к авт.св. М 1049787.

Цель изобретения — повышение производительности измерений, На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — сечение A-А !О на фиг. 1 по оптической оси перпендикулярно оси вискозиметра.

Устройство содержит помещенный в термостат 1 капиллярный вискозиметр

2 с рисками 3 и 4, осветители, выпол- 5

15 ненные в виде источников света 5 и коллиматоров 6, две оптические системы, выполненные каждая в виде двух симметричных относительно оси вискозиметра частей, каждая часть состоит из объектива 7, цилиндрической линзы 8, . оси цилиндрических поверхностей которой перпендикулярны оси вискозиметра, а передняя фокальная плоскость совмещена с задней фокальной плоскостью объектива 7, цилиндрической плосковогнутой линзы 9, ось цилиндрической поверхности которой совмещена с осью

1 вискозиметра 2 .и задней фокальной плоскостью объектива 7, два фотоэлектрических регистратора, выполненные в виде совокупности светоделителей 10, 11 и пар фотоприемников 12, 13 и 14, 15, поля зрения которых расположены симметрично выше и ниже 35, рисок 3 и 4, коммутатор 16, входы которого подключены к выходам фотоприемников 12-15, первое вычитающее устройство 17, входы которого соединены с первым и вторым выходом комму-40 татора 16, пороговый элемент 18, удвоитель напряжения 19, выходы которых соединены с выходом первого вычитающего устройства 17, второе вычитающее устройство 20, первый вход которого 45 подключен к третьему выходу коммутатора 16, а второй вход соединен с выходом удвоителя 19 напряжения, нульорган 21, вход которого подключен к выходу второго вычитающего устройства50

20, логическую схему И 22, два входа которой .соединены соответственно с выходами нуль-органа 21 и порогового элемента 18, триггер 23, счетный вход которого соединен с выходом логической 55 схемы И 22, схему управления коммутатора 24, вход которой подключен к выходу триггера 23, и измеритель 25 временных интервалов, вход которого соединен с выходом логической схемы И 22.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии вискозиметр 2 не заполнен жидкостью, ключи коммутатора 16 находятся в положении А, фотоприемники 12-15 находятся вне зоны рисок 3, 4 и воспринимают световой поток источника 5. Поток света от источника 5 (фиг. 1) преобразуется коллиматором 6 в параллельный пучок света и собирается объективом 7 в его заднюю фокальную плоскость, совмещенную с осью вискозиметра 2. Так как передняя фокальная плоскость цилиндрической линзы 8 совмещена с задней фокальной плоскостью объектива 7, то вместе они представляют собой телескопическую систему типа Галилея и поэтому после цилиндрической линзы 8 пойдет пучок лучей, параллельных оптической оси и перпендикулярных поверхностям цилиндрических линз 9 и вискозиметра 2. Далее поток снова преобразуется объективом 7 и цилиндрической линзой 8 и падает на светоделитель 10. В сечении, перпендикулярном оси вискозиметра (фиг, 2), параллельный пучок света от источника света 5 и коллиматора 6 после объектива 7 собирается в центре вискозиметра 2. Поскольку цилиндрические поверхности вискозиметра и линзы 9 концентричны, то лучи проходят их без преломления и после вискозиметра

2 линзой 9 и объективом 7 преобразуются в параллельный пучок, падающий на светоделитель 10.

Смещением оптической системы вместе с источником света 5, коллиматором 6, светоделителем 10, фотопри; емниками 12, 13 в направлении риски

3 производится точное совмещение границы раздела полей зрения AQTQIIpHpM ников 12 и 13 с риской 3 по нулевому сигналу на выходе вычитающего устройства 17. После этого аналогично производится настройка на риску 4, при этом ключи находятся в положении В.

Далее ключи коммутатора 16 переключаются в положение А, вискозиметр

2 заполняется жидкостью и помещается в водяной термостат 1. Пространство между линзами 9 и вискоэиметром 2 заполняется водой, но поскольку лучи проходят по нормалям к поверхностям, их траектория не изменяется, 1182

Начинается процесс выпускания жидкости. По мере опускания мениска изменяется сначала выходной сигнал Б1 верхнего фотоприемника 12, а затем и

U нижнего фотоприемника 13 за счет того, что свет испытывает полное внутреннее отражение на границе жидкость — воздух мениска и на светоделитель попадает его тень.

При этом вычитающее устройство 17 10 определяет разность сигналов U,-U, которая удваивается удвоителем 19 напряжения. С помощью второго вычитающего устройства 20 из удвоенной разности вычитается сигнал фотопри- 15 емника 12, поле зрения которого расположено выше риски 4. Тем самым определяется разность 2(U,-U )-U<, при равенстве которой нулю происходит срабатывание нуль-органа 21. Одновремен- ZO но при разности величин больше величины порогового напряжения порогового элемента 18 оно формирует напряжение, подаваемое на вход логической схемы И 22, разрешающее срабатывание этой схемы.

Срабатывание нуль-органа 21 при наличии разрешающего напряжения приводит к срабатыванию логической схемы

И 22 и запуску измерителя временных интервалов 25; Одновременно меняется

337 4 состояние триггера 23, который через схему управления коммутатором 24 переключает ключи коммутатора 16 в положение В. Вследствие этого первый вход и второй выход вычитающего устройства 17 и первый вход второго вычитающего устройства 20 подключаются к выходам фотоприемников 15 и 14, расположенных у нижней риски 4.

В дальнейшем при прохождении мениска жидкости через поля зрения этих фотоприемников формируется аналогичный сигнал, который осущест-" вляет.остановку измерителя 25 временных интервалов, переключение триггера 23 в исходное состояние и через схему управления переключение ключей коммутатора 16 в исходное положе-... ние А.

Преимуществом предлагаемого уст.ройства по сравнению с известным является повышение производительности измерений вследствие исключения времени на настройку устройства sa счет устранения влияния на оптическую силу системы показателя преломления активной среды термостата, размеров трубок вискозиметров и показателя преломления исследуемой жидкости по ,.причине прохождения пучков-света по нормалям к оптическим поверхностям.

1 182337

А-А

9 8 10

Составитель Ю, Агеев

Техред А.Бабинец

Корректор В. Гирняк

Редактор В. Ковтун

Заказ 6095/39

Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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