Вискозиметр

 

пщ 649987

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cmos Саветсиях

Сациапистичесиих

Ресаубнии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.09.76 (21) 2401379/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень ¹ 8 (45) Дата опубликования опйсания 28.02.79 (51) М.К.. б 01N 11/16

Гасударственный комитат (53) УДК 548.137 (088.8) на делам изобретений и атнрытий (72) Автор изобретения

В. А. Гречишкин (71) Заявитель (54) В И С КОЗ ИМ ЕТР

Изобретение относится к вискозиметрам, основанным на апериодическом движении тела в среде, и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности и для 5 контроля технологических процессов, а также для научных исследований.

Известен вискозиметр, основанный на апериодическом движении тела в среде, содержащий возбуждающую и измеритель- 10 ную схемы, измерительный преобразователь, измерительный зонд которого закреплен на гибкой мембране и имеет добротность не более /з, возбуждающие и регистрирующие преобразователи, причем воз- 1 буждающие преобразователи подключены к выходам триггера управления, а регистрирующие подсоединены к его запускающим входам.

Известен вискозиметр, основанный на апериодическом движении тела в среде и применяемый в полиграфической промышленности США для автоматического регулирования концентрации печатной краски в процессе печатания, содержащий возбуж- 25 дающую и измерительную схемы, измерительный зонд, выполненный в зависимости от необходимости либо в виде подвешенного стержня, либо в виде свободно закрепленного цилиндра с размещенными в нем Зр магнитами, регистрирующие н возбуждающие преобразователи.

Вискозиметр допускает работу с повышенными давлениями, однако верхний предел рабочей температуры определяется типом регистрирующих преобразователей, в качестве которых как в отечественных, так и в зарубжных вискозиметрах применяются магнитоуправляемые контакторы (герконы). Так как верхний предел рабочих температур герконов не превышает +100 С, основным недостатком известного вискозиметра является относительно низкая рабочая температура (от 60 до 100 С).

Известен также вискозиметр, основанный на апсриодпческом движении тела в среде, допускающий работу при повышенных давлениях и температурах.

Вискозиметр содержит возбуждающую и измерительную схемы, измерительный прсобразователь, включающий корпус с размещенными в нем ведомой магнитной муфтой, регистрирующими и возбуждающими преобразователями, подключенными соответственно к выходам и входам триггера управления, измерительный зонд, выполненный в виде пустотелого цилиндра с размещенными в нем якорем и ведущими элементами магнитной муфты. При этом возбуждающие преобразователи выполнены и

649987 виде удлиненных магнитопроводов, герметично выведенных через днище корпуса измерительного преобразователя к измерительному зонду, на одном конце которых, расположенном внутри корпуса измерительного преобразователя, размещены катушки возбуждения.

Основной недостаток известного вискозпметра — увеличение погрешности измерений при повышении частоты, что обусловлено спецификой работы магнитных муфт при их реверсивном движении. Это будет ощущаться особенно на малых вязкостях.

Цель предлагаемого изобретения — повышение точности измерений, надежности в работе и расширение диапазона рабочей температуры.

Для этого вискозиметр, содержащий возбуждающую схему с триггером управления, измерительную схему, измерительный преобразователь, включающий корпус с размещенными в нем возбуждающими преобразователями, выполненными в виде магнитопроводов, герметично выведенных через днище корпуса измерительного преобразователя в контролируемую среду, на одном конце которых размещены катушки возбуждения, подключенные на выход триггера управления, измерительный зонд, выполненный в виде пустотелого цилиндра с размещенными в нем магнитами, свободно закрепленного вне корпуса измерительного преобразователя, снабжен акустическими регистрирующими преобразователями, выполненными в виде генератора синусоидальных колебаний, и подключенных на его выход двух пьезоэлектрических излучателей, расположенных в контролируемой среде и акустически связанных с двумя приемными пьезопреобр азов ателями, на выход которых подключены усилители-детекторы, соединенные со входом триггера управления. Кроме того, на измерительном зонде закреплен акустический экран, выполненный в виде металлической пластинки, которая входит в зазоры между пьезоэлектрическими излучателями и приемными пьезопреобразователями в крайних положениях измерительного зонда.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого вискозиметра, Предлагаемый вискозиметр состоит из возбуждающей и измерительной схем и измерительного преобразователя.

Измерительный преобразователь содержит герметичный корпус 1, катушки 2 возбуждения, удлиненные магнитопроводы 3, кронштейн 4, герметично выведенный из корпуса 1, на конце которого в исследуемой среде помещены два пьезоэлектрических излучателя 5 и два приемных пьезопреобразователя 6, две камневые опоры 7, измерительный зонд 8 с размещенными в нем магнитами, закрепленный в камневых опорах 7 между наружными полюсами маг5

60 б5 нитопроводов 3, акустический экран 9, закрепленный HQ измерительном зонде 8.

Возбужда|ощая схема содержит источник

10 питания, нагрузкой которого являются катушки 2 возбуждения, подключаемые к его выходу через коммутатор 11, управляющие входы которого подкл.очены к выходам триггера 12 управления. Управляющие входы триггера соединены с регистрирующими преобразователями, представляющими собой генератор 13 синусоидальных колебаний, на выход которого подключены два пьезоэлектрических излучателя 5, акустически связанных с двумя приемными пьезопреобразователями 6, на выход которых подключены усилители-детекторы 14 и

15. Измерительная схема содержит измеритель 16 периода колебаний, подключенный к одному из выходов триггера 12 управления.

Предлагаемый вискозиметр работает следующим образом.

При нахождении измерительного зонда 8 в крайнем правом положении, фиксируемом левым регистрирующим преобразователем, правое плечо триггера 12 управления закрыто и ток источника 10 питания через коммутатор 11 запитывает катушку 2 возбуждения, преобразующую этот ток в усилие, заставляющее измерительный зонд вращаться против часовой стрелки (магнит в цилиндре движется в сторону левого электромагнита). При подходе зонда 8 в крайнее левое положение, фиксируемое правым регистрирующим преобразователем, сигнал с последнего перебрасывает триггер управления, открывая правое плечо. В данном случае запитывается правая катушка 2 возбуждения и направление движения зонда 8 реверсируется. При подходе зонда 8 в крайнее правое положение, фиксируемое лсвь|м регистрирующим преобразователем, сигнал с последнего вновь перебрасывает триггер 12 управления и ток источника 10 питания поступает на левую катушку 2 возбуждения, после чего цикл повторяется.

Работа акустических регистрирующих преобразователей происходит следующим образом.

Генератор 13 вырабатывает синусоидальное напряжение, которое поступает на два пьезоэлектрических излучателя 5, находящихся в исследуемой среде возле измерительного зонда 8. Энергия электрического сигнала преобразуется излучателями 5 в механические колебания, которые, распространяясь по исследуемой среде, достигают приемных пьезопреобразователей 6, где преобразуются снова в электрические колебания, которые подаются на усилители-детекторы

14, 15, где происходит их усиление и детектирование.

По достижении измерительным зондом одного из крайних положений (например, левого) акустический путь от правого пье649987 зоэлектрического излучателя к приемному пьезопреобразователю 6 экранируется акустическим экраном 9, что приводит к исчезновению сигнала на приемном преобразователе, а следовательно, на выходе усили- 5 теля детсктора 15. Правое плечо триггера управления открывается, запитывается правая катушка 2 и измерительный зонд движется в правое крайнее положение, по достижении которого экранируется акустиче- 10 ский путь от левого пьезоэлектрического излучателя к приемному пьезопреобразователю, что приводит к исчезновению сигнала на выходе усилителя-детектора 14 и открытию правого плеча триггера управления. 15

При этом направление движения измерительного зонда реверсируется.

Таким образом, применение акустических регистрирующих преобразователей выгодно отличает предлагаемый вискозиметр от из- 20 вестных, так как позволяет с высокой точностью вести измерения вязкости при повышенных температурах и давлениях исследуемой среды. При этом конструкция измерительного преобразователя значительно упрощается и отпадает необходимость в применении таких трудоемких элементов, как магнитные муфты.

Предлагаемый вискозиметр может работать и в ротационном режиме, при этом 50 повышение скорости вращения не приводит к увеличению погрешности, как это происходит в приборах с магнитными муфтами из-за их рассогласования или возможности проскальзывания. Кроме того, акустические регистрирующие преобразователи относительно просто выполняются во взрывозащищенном исполнении, что значительно расширяет сферу применения вискозиметра во взрывоопасных средах.

Формула изобретения

Бискозиметр, содержащий возбуждающую схему с триггером управления, измерительную схему, измерительный преобразователь, включающий корпус с размещенными в нем возбуждающими преобразователями, выполненными в виде магнитопроводов, герметично выведенных через днище корпуса измерительного преобразователя в контролируемую среду, на одном конце которых размещены катушки возбуждения, подключенные на выход триггера управления, измерительный зонд, выполненный в виде пустотелого цилиндра с размещенными в нем.магнитами, свободно закрепленного вне корпуса измерительного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона рабочих температур, он снабжен акустическими регистрирующими преобразователями, выполненными в виде генератора синусоидальных колебаний, и подключенных на его выход двух пьезоэлектрических излучателей, расположенных в контролируемой среде и акустически связанных с двумя приемными преобразователями, на выход которых подключены усилители-детекторы, соединенные со входами триггера управления, при этом на измерительном зонде закреплен акустический экран, выполненный в виде металлической пластинки, которая входит в зазоры между пьезоэлектрическими излучателями и приемными преобразователями в крайних положениях измерительного зонда.

Редактор Б. Павлов

Составитель Е. Маллер

Техред А, Каиышникова

Корректор Л, Котова

Заказ 84/7 Изд. ЬЪ 203 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская изб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2