Вискозиметр
Изобретение относится к технике измерения вязкости жидких сред и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для автоматического измерения вязкости. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений. Вискозиметр содержит чувствительный элемент в виде вертикально ориентированной пластинки , закрепленной с возможностью поворота на горизонтальной оси. на верхнем торце пластинки укреплен постоянный магнит , центр масс пластинки смещен ниже оси Ось концами установлена на поплавке , выполненном в виде кольца, в отверстии которого размещен чувствительный элемент с погруженной в исследуемую жидкость нижней частью. На поплавке установлена рамка для крепления элементов схемы, На верхней стороне рамки укреплен электромагнит с обмоткой, подключенной через усилитель мощности к выходу генератора прямоугольных импульсов. На нижней стороне рамки укреплен геркон, включенный параллельно в цепь генератора, к которому последовательно подключены одновибратор, счетчик импульсов и цифровой индикатор. 2 ил. СО с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5125 6 01 К 11/16
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОРЛУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4670586/25 (22) 31.03.89 (46) 23.11.91. Бюл. № 43 (72) Д.M.Áåëûé и В.А.голынский (53) 532.137(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ t245949, кл. 6 01 N 1/16, 1986.
Авторское свидетельство СССР
N 857787, кл. 6 01 N t1/16, 1979. (54) ВИСКОЗИМЕТР (57) Изобретение относится к технике измерения вязкости жидких сред и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для автоматического измерения вязкости.
Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений. Вискозиметр содержит чувствительный элемент в виде вертикально ориентированной плаИзобретение относится к технике измерения вязкости жидких сред и может быть использовано в химической, нефтехимической, и других отраслях промышленности для автоматического и.оперативного измерения вязкости в различных условиях.
Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений, На фиг.1 схематично изображен предлагаемый вискозиметр с электромеханической схемой подключения, вид спереди; на фиг,2 — механическая часть вискозиметра, вид сверху.
Вискозиметр содержит механическую часть, т.е. датчик вязкости, схему возбуждения и измерительную схему. Датчик вязкости содержит чувствительный элемент в виде вертикально ориентированной пла Ы 1693461 Al стинки, закрепленной с возможностью поворота на горизонтальной оси. на верхнем торце пластинки укреплен постоянный магнит, центр масс пластинки смещен ниже оси. Ось концами установлена на поплавке, выполненном в виде кольца, в отверстии которого размещен чувствительный элемент с погруженной в исследуемую жидкость нижней частью. На поплавке установлена рамка для крепления элементов схемы.
На верхней стороне рамки укреплен электромагнит с обмоткой, подключенной через усилитель мощности к выходу генератора прямоугольных импульсов, На нижней стороне рамки укреплен геркон, включенный параллельно в цепь генератора, к которому последовательно подключены одновибратор, счетчик импульсов и цифровой индикатор. 2 ил. стинки 1, закрепленной на горизонтальной оси 2, на верхнем торце пластинки 1 укреплен постоянный магнит 3, направление намагниченности которого совпадает с горизонтальной осью пластинки 1, а в нижней части пластинки закреплен противовес в виде шпильки 4 с гайками 5 из немагнитных металлов, обеспечивающих смещение центра тяжести пластинки 1 ниже оси 2, причем изменением числа и размеров гаек
5 возможна регулировка величины статической неуравновешенности чувствительного элемента относительно горизонтальной оси. Ось 2 проходит через подшипники 6 в пластинке 1 и жестко установлена концами на поплавке 7, выполненном в виде кольца, в отверстии которого размещен чувствительный элемент — пластинка 1 с погружен I6934á1 ной в исслсдуемую жидкость В нижней I;::,с.— тью. На поплавке 7 в вертикальной пло I
13 прямоугольных импульсов (ГПИ) с регулируемой амплитудой и длы:тельностью, выдающего последовательность импульсов прямоугольной формы с неооходимой амплитудой и перглодом следовани» и с линейно 20 возрастагощей длыгтетгг ггостью.
Измерительная схема со:тоит из регистрирующего элемента B виде герметизироB B H HO l Ма Г Н ИТ О У П Р а В! Г «1 Е Г1 0 Г O КО Н Т ci KT a (геркона 14), закрепленного на находящей- 25 ся в исследуемой жидкости 8 нижней сгороне рамки 9 в плоскости чувствительнoão элемента под его нижним торцом, удаленным от оси 2 На такое же расстояние, ITo и верхний торец, при этом электрические вы- 30 воды геркона 14 герметизированы и подклгочены параллельно через добавочный резистор 15 к второму выходу ГПИ, к которому последовательно подклгочены одновибратор IG счетчик, импул!>Сов и 35 цифровой индикатор 18 с ггескол.,кггми шкалами, проградуированными непосредственHO В ЕДИНИЦаХ ВЯЗКОСТИ, Измерение вя II!ocT! резлизугот следующим образом, 40
Выбирают величину амплитуды импульсов,снимаегльгх с ГПИ, которая задается при грубой регулировка и зависит от I игга иссл::дуемой жидкости, причем выбраннол амплитуде соответствует шкала цифрового 45 индикатора. При такой регулировке, когда даже примерно параметры u»çêoñòè исследуемой жидкости неизвестны, задагот гipH заданном коэффициента усиления усипитзII A 12 MOLLiIIOCTN CllpeaelleLIH+0 BMIIII!1TIjgp 50 снимаемых с ГПИ 13 импульсов, после чего запускают ГПИ, прл этом с ГПМ снимается вся заданная последова- егIL IIGcTI импульсов с постоянной выбраннсй агиггпитудой и линейно увепичивагощейся длительностью, 55
Если при этом пластинка 1 не сработает, то амплитуду сыгимае;-лг,гх с i ПИ 13 имггулг,сгв увеличивают до следующего стандартггого значения, и процесс настройки повторягот.
В случае, если чувствитепьньгй элемент-пластинка l сработает, заданную амплитуду импульсов оставлягот, и измерительная схема к работе готова.
Б зависимости от выбранной амплитуды снимаемых импульсов выблрают и шкалу цифрового инДикатора 18, програДу Ipoeak ного в единицах вязкости (спедует указать, что в устройстве возможна трехкратная независимая регулировка. указанная, регулировка коэффициентом усиления усилителя
12 MGLUHocòè, а также непоcðåäñòàåíHo регулировка датчика за счет изменения статической неуравновешенности чувствительного элемента — пластинки 1 изменением количества и размероь регулировочньгх гаек 5).
После регуллровки схемы ГПИ 13 запускают, и с него снимается последовательность прямоугольнь,х импульсов с уже выбранной аглплитудой и линейно возрастающей длител-íîñòüþ,, 1ерез первый выход
ГПИ 13 эти импульсы подаются s обмотку 11 электоомагнита 10. Полярность импульсов и обращенного к электромагниту 10 полюса постоянного мarHInTB 3 выбраны одинаковыми, поэтому при подаче в электромагнит 10 импульса возникаот силы отталкивания
;"»eI TpoI arIlIITa 10 и постоянного магнита 3, в результате чего к ч вствитепьному элементу — пластинке 1 п;..икладывается относительно îcè 2 viмпульснblé вращаloùèé момент, противодействие которому оказывает момент сил тяжести неуравновешенного чувствительного элемента — пластинки 1.
При малой длительности импульсов, с гимаемых с 1 ПИ г3, импульсного момента за период действия импульса недостаточно для переворота чувствительного элемента на iRG . Однако длительность импульсов, снимаемых с ГПИ, посгепенно увеличивается, и при каком-«о импульс"= чувствительный элемент повернется вокруг оси 2 на 180 (естественно, что длительность импульса, обеспечивагощего переворот при уже выбранной ранее амплит>де и параметрах схемы, определяетсл вязкостью исследуемой жидкости), Период следования импульсов
ГПИ (ск важность) выбирагот такой, чтобы после действия каждого импульса чувствительный элемент успел возвратиться в исходное вертикальное состояние и успокоиться, т.е„около пяти периодов оборота чувствлтельного элемента вокруг оси 2, В исходном поло>кегчии контакты геркона 14 нормапьнс разомкнуты. При перевороте пластинки 1 постоянныл магнит 3 оказывается вблизи геркона 14, при этом контакты геркона замыкаются, ГПИ 13 через добавочный резистор 15 шунтируется, и выдача импульсов сразу прекращается. После
1693461 запуска ГПИ 13 последовательность импульсов одновременно поступает на одновибратор 16, где импульсы с линейно увеличивающейся длительностью преобразуются просто в последовательность стандартных импульсов, и счетчик импульсов 17, где эти импульсы подсчитываются, После замыкания геркона 14 и отключения ГПИ счетчик 17 даст количество импульсов, снятых с ГПИ, до импульса с необходимой длительностью, обеспечивающей срабатывание чувствительного элемента — пластинки 1. Это число импульсов переводится в период (длительность) импульса срабатывания, а в зависимости от этого периода цифровой индикатор 18 даст измеренное значение уже в единицах вязкости жидкости.
Градуировка шкал индикатора 18 проводится путем измерения вязкости в эталонных жидкостях с известной вязкостью.
Получены также расчетные зависимости, позволяющие по амплитуде и длительности импульса срабатывания чувствительного элемента, механическим параметрам датчика вязкости (веса чувствительного элемента, статической неуравновешенности), электрическим параметрам схемы измерения вычислить величину вязкости и провести градуировку шкал. Однако зависимости довольно сложны, поэтому градуировку целесообразнее вести указанным выше образом.
Устройство обеспечивает хорошую совместимость с цифровыми элементами автоматики, может работать от аккумулятора и обеспечивать полную автономность, вязкость может быть измерена практически s любых диапазонах, емкостях и в любой среде, в том числе и агрессивных жидкостях, Измеритель не чувствителен к наклонам резервуаров, перекосам и т.п., так как поплавок, на котором смонтирована механическая часть вискозиметра, автоматически обеспечивает горизонтальное положение. С выхода одновибратора сигнал можно снимать непосредственно на микропроцессор, т.е. использовать вискозиметр в качестве датчика в автоматических системах управ5 ления. Датчик, установленный на поплавке. можно опустить в углубленный сосуд, и будет обеспечено дистанционное измерение вязкости без контакта с контролируемой средой, Прибор универсален, так как воз10 можность измерения не связана ни с какими ограничениями, накладываемыми на величину возможной вязкости, измерение может проводиться при движении чувствительного элемента в колебательном, апери15 одическом режиме и т.п.
Формула изобретения
Вискозиметр, содержащий электромагнит. подключенный через усилитель мощности к генератору прямоугольных импульсов
20 с регулируемой амплитудой и длительностью, регистрирующий элеменг в виде геркона, а также свободно укрепленный на горизонтальной оси чувствительный элемент с размещенным на нем постоянным
25 магнитом, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения, чувствительный элемент выполнен в виде пластинки, на одном из торцов которой укреплен постоянный
30 магнит, а центр тяжести пластинки смещен относительно оси в противоположную от магнита сторону, горизонтальная ось установлена на поплавке, имеющем осевое отверстие для размещения чувствительного
35 элемента, а электромагнит и геркон установлены на противоположных сторонах плоской рамки, закрепленной на поплавке и охватывающей чувствительный элемент, причем первый и второй выводы геркона
40 подключены соответственно к первому и второму выходам генератора и одноименным входам одновибратора, выход которого через счетчик связан с входом цифрового индикатора, 45
1693461
Составитель В.Скоробогатова
Техред М Моргентал Корректор И.Муска
Редактор G,Хрипта
Заказ 4071 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101
