Вибрационный вискозиметр

 

Изобртение относится к устройствам для измерения вязкости в жидкостях и вяз ких веществах. Целью изобретения являет ся повышение точности измерении и расширение | /и ииня и гь-х . г, СТОЙ Для JfOi О И } - Г - ll-ЧЫИ ОИЦ 8()ПОП нс-н в виде ди к 1 г. г дсптожемнчми -а нем по уповои cw ружмг ги j теМйМ крепления причем дидметр скружности i определяется из условий iifai d/D)0 где D диаметр диска л . в-operio уравнения i(d 0 hfx ) фун/ции Бесселя первогп рода и ПРрВОГО И fUd|.r.T(l ГСрЯДц-ч J ) |ций и приам||ы. Лг-к п if/- . ...1Чес HI- преобразователи уст тэ-г нк дис между указанными пкр vv о и подкг.ю чены к выводу v EI iviv «. ч ч - 1 и .i соогветствеино И-i ди м ПА г Р,ьгц s-- rujDipHa емксггь в видитонк i еячо о ;и линдра стенка которой С асмгложьна нл УЗЛОВОЙ ОКруЖНОО 1 1 3 II ф II 1 ИЛ te

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХ

col )иАлистичГ ски>Г

РЕСПУБЛИК (с1>. G 01 1"4 11/16>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMVITГТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ>ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

„QO

,4- ((с

4 (21) 4764339/25 (22) 12.10.89 (46) 15.10,91. Бюл, М 38 (71) Научно-производственное объеди»е»ие

"Всесоюзный научно-исследовательский и; >ститут физико-технических и радиотехнических измерений" (72) С.С,Секоян и Ю.С,Ильиных (53) 538,137 (088.8) (56) Крутин В.Н. Колебательные реомеГры.

M. Машиностроение, 1985, с. 24, рис. 3.

Авторское свидетельство СССР

N. 366390, кл. G 01 N 11/16, 1971. (54) ВИБРАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР (57) Изобртение относится к устройствам для измерения вязкости в жидкостях и вязких веществах. Целью изобретения являет ся повышение точности измерении и

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения вязкости в жидкостях и вяэких веществах.

Целью изобретения является иовы шение точности измерений и расширение функциональных воэможностей измерительного зонда.

На чертеже изображен вибрационный виэкоэиметр.

Вибрационный виэкоэиметр содержи! зонд 1 в виде диска, на отором по узловой окружности выполнена цилиндрическая стенка 2, образующая емкость для исследуемой жидкости. Зонд установлен на креплениях 3, расположенных по узловой окружности. Схема автогенерации содержит узкополосный усилитель 4, стрелоч5«> „, 1684с>27А1 рас«»ир >Iblc. ):у»к >ис >ел»»-:к во. мо;к IRС!си, ДЛЧ Э ГО> 0 ИЗ>. ", i, I: 1>-. ГЫИ !0»>! >3>!И0n

»Е» В ВИДЕ ДИ!.Vs!,". Г:аГ,i;">10жЕ НЫМН .а

>sf;v! по уз 1Г>яи 0 >руч«»г Ги 31ем» >ар>II крепления ир>ччем ди метр окружности «! оиределчется из условий I;iai d 9) = О, где

> ..> - диаметр диска; а! иер ..»>й voðåë;, уравне»ия 1 (>) - О {>{л, l:.) функции

Бесселя пергоги рода и < Гееге .ее:.на иеРВОГО и RTI ОГ«> Г.о>)члк i, г. >Гis!«Pтн>

>ций и ир«>ем > ..>; и !к и:.л ...и: ес> >«.. иреобразова. ели уг Га>. 1а -,.:>!>. ii,1 дис ° . между указа>>н> >>и ОK!>g ч >ч;чм«»,. Г;о;Ks;í чечы к вь>моду « в I ду с„i >ч; >i< .0»еоа«..и,! с00ГГ>етстг> »>!0 r l-,!»;.к» чи;:: > бы-, ИОЛИЕНЭ ЕМКСС Ь В ВИД«, IO>IV < .:ЕН !О; > Ц. линдра стенка которо> -. рас>;,"по>кt>ià нл узловой окружнг>с i ° 1 3 ii г)> i>: 1 ил ный индикатор 5 ампл>>1уд>.: >ас>Г>ГОл!ер 6 пьезопреобраэова1ели 7 и {1 с,l.-,и>ивых ко лебаний, а также комиар;>торч> .1 10 у{1олня сигнала и ключ 11.

Вибрационный вискг>зил!етр f>af 01;, следующим образом.

Включают схему и изл>ерч>и>;ас>оту f автогенерации устройства соо>г>ет«;;l>ó>0 щую резонансной частоте снг>б«зд»ОГ«зон да. Благодаря расиоложе»ин- кр«.»лс>;isè иг окружности, соотвегству>О»««и узл< гг:«; ск

РУжНОСтИ КРУтИЛЬНЫК КОЛ .h;»««i,1»Г Кг1, Е. нем устанавливаются кру>иль>>ые кол«.бания с частотой f. Затем размь>кз>«1Г > л оч 11 и измеряют добротность зонд > С)„{:ез жид кости по времени затухания г»!Ом 3усти:> ских колебаний. для чего частот >мер используют в режиме измерс»ич > >и (>i>R

1684627

)10)) време))и За )уск и остановка частотоме

1)а осуществляются автоматически )ереэ компара(оры 9 и 10 уроеня. Загел1 в зонд н;»ливанл исследуемую жидкость, Пов)оряют описанную процедуру и вычисля1от вязкость т/ по формуле

4:» 1 1 1/ 1» (1 1 1 где f -- резонансная частота зонда (в свободном il нагр / кенном состоянии меняется неэначител ь:1 ));

А — кс1станта, определяемая либо расчетным путем, либо путем градуировки зпнДа ПО М:1»ЦХОС111(; ИЭВЕСтНОй ВЯЗКОСТЬЮ;

«5п — рабочая площадь зонда;

Мп - масса зонда без жидкости;

/Ъид — пло)110(;ть исследуемой жидкости;

01 — добротнос1ь зонда с жидкостью;

Qo — доброт))ость зонда беэ жидкост и.

Приееденна)1 формула получена иэ следу)ощих соображений, Пусть W(, — полная механическая энергия свободного зонда вискозиметра, Wl— энергия зонда с жидкость)о, Лwp — потери энер(ии в материале эо))да, когда зонд без м<идкости, Л V/ o -- потери в материале зонда, когда 3011д с жидкостью, ЛР/г потери энергии в жидкости. По определению

ЛМ/и 2 л

1/ /и Q o

ЛЧ/1 2 «7

Ч/1 01

ЛМ/ 2л

Wi 0

Отсюда, поскольку Л 1/)/()=. Л Wo +A Ч)/г, мож110 эаписат ь

hWl ЛМ „Лв/г

Wi Wi Wi

2 л 2 »т ЛWz .4и1 (), М/1

Используя извес(ную формулу Ландау для потерь энергии в вязкой жидкости (I(ЛУ/г) =- v dS ) жид Я для ЛФ/г

2f 47 f получим

Р1

Л Wg= (2 ) 1 р*.п r) J rv (r) r)r

2 4л1 где V (r) — скорость поверхности зонда на окружности радиуса r;

Р1 — радиус узловой окружности, Иэ приве/(е111)ых соотношений пОлучим

2 ", "л-

2л2т, 4)т f

0 1 Rr» б /»4 п)1

Мп г .)т Р отс)ода, введя обозначение

Р1

f rifler

15 и

f rIj(fr и получим выражение для )/, Значение А может быть либо рассчитано по приведенной формуле, либо определено экспериментально«Для зонда с одной узловой окружностью А =- 0.7828.

Благодаря высокой добротности дискового зонда, изготовленного, например, иэ сплавов алюминия (0, I-2 10 ). погрешность определения )/ составляет менее 1%, Конструкция зонда удобна в эксплуатации и может быть использована и как емкость для жидкости, и как сос )вная часть замкнутой емкости с жидкостью, например, в цистернах или трубопроводах.

Формула изобретения

1. Биб»рационн))й вискоэиметр, содер:кащий твердотель11ый зонд с элементами

35 крепления, возбуждающий и приемный электромеха))ические преобразователи и схему автогенерации, о т л и ч л 10 шийся тем, что, с целью повышения точности измерений 11 расширения функциональных возможностей, зонд выполнен в виде диска с расположенными на нем по узловой окружности элементами крепления, причем диаметр окружности d определяется из ус45 ловии

11(а10/0) =- О, где D — диаметр диска; а; -- первый корень уравнения Iz(a;) = 0;

11(х) Ig(x) — функция Бесселя первого рода и соответственно первого и второго порядков, а возбуждающий и приемный электромеханические преобразователи установлены на диске между указанными окружностял и и подключены к выходу и Входу схемы автогенерации соответственно.

2, Вискоэ11метр по и, 1, î T Jl и ч а lo щ и йс я тем, что на диске выполнена емкость в виде тонкостенного цилиндра, стенки которо)о расположе)1ы на узловой окруж)1ости.

1684627

Составитель Л,Ульянов

Техред М.Моргенгал Корректор А.Осауленко

Редактор А.Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул з- ;..<:-:.. г.:

Заказ 4406 Тираж 367 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь тиям при ГКН:,"(Lt

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