Вискозиметр

 

Изобретете относится к вискозиметрии жидких при температуре испытания сред, у которых напряжение сдвига пропорционально скорости деформации (ньютоновские жидкости), а именно к шариковым вискозиметрам при оценке эксплуатационных свойств горючесмазочных материалов. Цель изобретения - повышение точности измерений . В устройство, содержащее первую измерительную трубку 1 с исследуемой жидкостью 2 и Лерромагнитным мариком 3, измерительный контур, состоящий из индуктивных катушек 4 4 и 4„, генератор 8 высокочастотных колебаний , полосовой фильтр 9, усилитель 10, формирователь импульсов 11, первый измеритель 13 интервала времени, микропроцессор 15 и блок индикации 16, введены вторая измерительная трубка 5 с эталонной жидкостью 6 и Лерромагнитным ыариком 7, Лормиропатель 12 интерналов времени, второй измеритель 14 интернаты времени и генератор 17 импульсов. Осуществляется одновременный замер времени движения Ферромагнитных шариков 1 и 7 в исследуемой 2 и эталонной 6 жидкостях , что снижает случайные и приборные ошибки измерений. 1 з п. 3 ил. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИЮИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) А1

РЦ G 01 N 11/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4682044/25 (22) 24.04,89 (46) 23.06.91, Бюп. Р 23 (71) Челябинский Аилиал Государственного союзного научно-исследовательского тракторного института (72) P.È.Синянская, В.И.Рантарина и Б.В.Имаков (53) 53?.137(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1154587, кл. G 01 N 11/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

И 1221551, кп. С 01 N 11/10, 1984. (54) (57) Изобретение относится к вискозиметрии ящцких при температуре испытания сред, у которых напряжение сдвига пропорционально скорости деформации (ньютоновские жидкости), а именно к шариковым вискоэиметрам при оценке эксплуатационных свойств горючесмазочных материалов, Цель

Изобретение относится к вискозиметрии жидких при температуре испытания сред, у которых напряжение сдвига пропорционально скорости деформации (ньютоновские жидкости), а именно к шариковым вискоэиметрам при оценке эксплуатационных свойств горючесмазочных материалов.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На r.1 представлена функциональная схема вискозиметра;на фиг.2— вариант функциональной схемы Аормирования интервала времени; на Аиг.3— изобретения — повышение точности иэмерений. В устройство, содержащее первую измерительную трубку 1 с исследуемой жидкостью 2 и ферромагнитным шариком 3, измерительный контур, состоящий иэ индуктивных vатушек 4 и 4„, генератор 8 высокочастотных колебаний,полосовой фильтр 9, усилитель

10, формирователь импульсов 11, первый и эмеритель 13 интервала времени, микропроцессор 15 и блок индикации

16, введены вторая измерительная трубка 5 с эталоннсй жидкостью 6 и

Аерромаг нитным шари ком 7, формирователь 12 интервалов времени, втс рой измеритель 14 интервала времени и

C генератор 17 импульсов. Осуществля- ® ется одновременный замер времени дви- фр жения Аерромагнитных шариков 3 и 7 в исследуемой 2 и эталонной 6 жидко- С стях, что снижает случайные и приборные ошибки измерений. 1 э„п. 3 ил. ! временные диаграммы, поясняющие его CO работу. ЬР

Вискозиметр содержит первую измерительную трубку 1 с исследуемой жидкостью 2, помещенный в нее ферромагнитный шарик 3, измерительный контур, состоящий из четырех последовательно соединенных индуктивных катушек 4 1-44, вторую измерительную трубку 5 с эта- Ь. лонной жидкостью 6, помещенный в нее ферромагнитный шарик 7, генератор 8 высокочастотных колебаний, последовательно соединенные полосовой фильтр

9, усилитель 10 и формирователь 11 им1658029 пульсов, а также формирователь 12 интервалов времени, первый 13 и второй

14 измерители интервала времени, микропроцессор 15, блок 16 индикации и генератор 17 импульсов.

Каждьп"г измеритель 13 и 14 интервала времени содержит селектор 18 им." пульсов, например, в виде элемента

И и счетчик импульсов 19. Генератор

8 высокочастотных колебаний содержит активный четырехполюсник 20, например колебательный контур с транзистором, усилитель тока 21, цепь 22 обратной положительной связи и источ- 15 ник электропитания 23.

Индуктивные катушки 4г-4 измерительного контура соединены мсжду собой последовательно (т.е, начало обмотки последующей катушки соединено с концом обмотки предыдущей катушки). Свободные выводы индуктивных катушек 4 и 4 (начало катушки 4, и конец катушки 4э) подключены к частотно-задающей цепи {к входам активного четырехполюсника 20) генератора

8 высокочастотных колебаний, выход которого соединен с входом полосового фильтра 9. Выход формирователя

11 импульсов соединен с входом формирователя 12 интервалов времени, подключенного первым выходом через перBblA измеритель 13 интервала времени к одному входу микропроцессора 15 и вторым выходом через второй измеритель 14 интервала времени кдругому

35 входу микропроцессора 15, выход которого соединен с входом блока 16 индикации. Выход генератора 17 импульсов подсоединен к другим входам измерителей 13 и 14 интервалов времени.

Формирователь 12 интервалов времени (см. фиг.2) содержит реверсивный сдвигающий регистр 24 и элемент

tlE 25. Счетный С-вход реверсивного сдвигаюцего регистра 24 является входом формировать гя, а первый и второй выходы реверсивного сдвигаюцего регистр а 24 - соответственно первым и вторым выходами формирователя. Элемент НЕ 25 подключен входом и зыхо50 дом соответственно к второму вь;ходу и Р-входу реверсивного сдвигающего регистра 24.

На фиг.3 буквами а,б,в и r обозначены соответственно сигналы во време- 5 ни r на счетном С-входе, D-входе, первом и втором выходах реверсивного сдвигающего регистра 24.

Вискоэиметр работает следующим образом.

Перед измерением индуктивные катушки 4> и 44 измерительного контура смещаются на величину, позволяющую получить раздельную последовательность импульсов от индуктивных катушек 41-4> и 4 -4 + измерительного контура при движении шариков 3 и 7 (механизм перемещения индуктивных катушек н а фиг.1 не показан) . Устанавливается необходимый угол наклон а и зггер ит ел ьных тр уб ок 1 и 5 (механизм наклона на фиг.1 не показан) и заливается исследуемая 2 и эталонная 6 жидкости. После достижения заданной температуры в термостате (на фиг.1 не показан) шарики 3 и 7 переводятся в верхнее положение наклоном трубок 1 и 5 в противоположную сторону, при этом на блоки вискозиметра подается обнуляющий сигнал. Трубки 1 и 5 возвращаются в положение измерения. Начинается разгон шариков 3 и 7 в жидкостях 2 и 6. При этом на D-входе реверсивного сдвигающего регистра 24 (см. фиг.2) при.сутствует единичный сигнал с выхода элемента HE 25. После прохождения, например, шариком 7 индуктивной катушки 4> измерительного контура ге- нератора 8 высокочастотных колебаний изменяется частота генерируемых на

его выходе колебаний. При этом измерительный контур генератора 8 высокочастотных колебаний, настроенный на резонансную частоту, при прохождении шарика через одну из индуктивных катушек измерительного контура вьщает резкое изменение частоты на выходе,и на входе полосового фильтра 9 появляется напряжение, которое усиливается усилителем 10 и преобразуется в единичный прямоуголвный импульс в формирователе 11 импульсов. Первый прямоугольный импульс поступает на вход формирователя 12 интервалов времени, на первом выходе которого появляется единичный сигнал, запускающий счетчик импульсов 19 через селектор импульсов

18, пропускающий импульсы с выхода генератора 17 при наличии единичного сигнала на другом входе селектора импульсов 18. Начинается отсчет в микропроцессоре 15 времени движения шарика 7 в эталонной жидкости игтервала времени прекращается, а накопленное в его счетчике импульI

/ сов количество шкод) импульсов соответствует времени движения шарика 3

С в исследуемой жидкости 2.

1 оды с выходов измерителей 13 и

14 интервала времени поступают на входы микропроцессора 15, в котором определяется вязкость исследуемой жидкости по формуле Р-Ро.м.1

Pgд — плотность шарика;

2P $ Π— плотность исследуемой жидкости

1 плотность эталонной жидЭ* кости; л л ь „, с, — время движения шарика в о,ж

25 отработанной и эталонной жидкости соответственно.

Использование изобретения позволит повысить точность измере ьий за счет снижения ошибки, снизить трудоем30 кость и сократить время анализа. бори ула и зо бр етения

1. Вискозиметр, содержаций первую измерительную трубку с исследуемой жидкостью, перемецаюшийся в ней фер35 ромагнитный шарик, размеценные с наружной стороны первой измерительной трубки на некотором расстояниии одна от другой первая и вторая ин40 дуктивные катушки, последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель и формирователь импульсов, первый измеритель интервала времени, последовательно соединенные микропро45 цессор и блок индикации, а также генератор высокочастотных колебаний, подключенный первым частотно-задающим входом к выводу первой индуктивной катушки и выходом — к входу по50 JlocoooI усилителя, B выход перво го измерителя интервала времени соединен с первой входной шиной микропроцессора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

55 измерений, в него введены формирователь интерзалов времени, генератор импульсов, второй измеритель интервала времени и вторая измерительная трубка с эталонной жидкостью и с1

5 1658029 между реперными точками размещения индуктивных катушек 4 и 44 .

В следующий момент времени шарик

3 пройдет через индуктивную катушку

41, на выходе генератора 8 высокочастотных колебаний снова произойдет изменение частоты до резонансной, и на вход формирователя 12 интервалов времени поступит второй импульс.

При этом на его первом выходе сохранится единичный сигнал (см. фиг.Зв), так как на D-входе реверсивного сдвигаюцего регистра 24 (см. фиг.2) сохраняется еще единичный сигнал

15 (см. фиг. Зб) .

На втором выходе формирователя

12 интервалов времени (см. фиг.1) также появится единичный сигнал (см. фиг.Зг), который также поступает на второй вход микропроцессора 15.

При этом единичный сигнал на 0-входе реверсивного сдвигающего регистра

24 (см. фиг.2) заменяется нулевым (см. фиг.Эб), так как на вход элемента НЕ 25 (см. фиг.2) поступает единичный сигнал (cM. фиг.3r) с второго выхода реверсивного сдвигаюцего регистра 24. Начинается отсчет времени прохождения ферромагнитного шарика 3 в исследуемой жидкости измерительного участка, образованного индуктивными катушками 4 и 4 измерительного контура.

При прохождении ферромагнитного шарика 7 мимо индуктивной катушки 4 измерительного контура на вход формирователя 12 интервалов времени поступает третий сигнал. При этом на его первом выходе формируется сигнал нулевой величины, а на втором выходе — единичный сигнал. Селектор импульсов 18 отсекает сигналы с выхода генератора 17 импульсов и счет времени прохождения ферромагнитным шариком 7 измерительного участка между индуктивными катушками 4> и 4 прекращается, а накопленное в счетчике импульсов 19 количество (код) импульсов соответствует времени движения и. шарика 7 в эталонной жидкости 6 для эталонной жидкости. В момент прохождения ферромагнитным шариком 3 индуктивной катушки 4 измерительноЯ го контура на вход формирователя 12 интервалов времени поступает четвертый импульс, при этом на его обоих выходах появляются нулевые сигналы.

Отсчет времени вторым измерителем 14

1658029

15

Фиг.1 вторым ферромагнитным шариком, установленная параллельно первой, с размеценными на внешней поверхности третьей и четвертой индуктивными катушками на расстоянии, равном расстоянию мелду первой и второй индуктивными катушками, и смещенными относительно их, причем все индуктив ные катушки соединены между собой последовательно и выходной вывод четвертой индуктивной катушки со« единен с вторым частотно-задающим . входом генератора высокочастотных колебаний, выход формирователя импульсов соединен с входом формирова теля интервапов времени, генератор импульсов соединен выходом с управляющими входами обоих измерителей интервала времени, первый и второй выходы формирователя интервалов времени подключены соответственно к информационным входам первого и второго измерителей интервала времени, выход второго измерителя интервала времени соединен с второй входной шиной микропроцессора.

2. Вискозиметр по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в нем формирователь интервалов времени содержит элемент НЕ и реверсивный сдвигающий регистр, счетный С-вход которого является входом формирователя и первый выход которого являвтся первым выходом формирователя, а элемент НЕ подключен выходом к управляюцему D-входу реверсивного сдвигаюцего регистра и входом — к второму вьмоду реверсивного сдвигающего регистра, являющемуся вторым выходом формирователя.

1658029

Фиг. 2

Сброс а д г

Фиг.3

Состапитель В.Костюхин

Редактор Т.Иванова Текред М,Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 2430 Тираж 389 Поаписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагар

ll 11 л Гага ина 101