Устройство для измерения вязкости

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (>972325 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.03.81 (21) 3298346/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К..

G 01 N 11/06

Гасударстееллый комитет

СССР (53) УДК 532.13 (088.8) Опубликовано 07.11.82. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 17.11.82 до делам лзобретеннй и открытий

-- -: с.дЬ3тт„т

M. М. Мордасов и А. В. Трофимов < q gg щ - «« т с

Гг. ХВФЩ 1(„т д ЬЛИОтИ4

1;«мбовский институт химического машиностроения (72) Авт(>,)ы изобретения (>! ) 3;«яви«с.l>! 54) У< . Г<РО>1>1С ГВО Д,г1Я ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

Изобретение Отнси п«с>l к с«, >1"с 1.1,.:,1 дЛя ИЗМЕрЕНИя ФИЗИКО Мс <;IHIHI(0ÊH ., 1«.>1<. газообразных веществ и может н,«H, 1 1«рименение для измерения вязкости «азов, например в химической промы шлеш«ос п:.

Известны устройства для измерения вязкости газов, содержащие ламинарный капилляр,измеритель перепада давления и побудитель расхода (1).

Недостатком известных устройств является низкая точность измерения, обусловленная трудностями проведения анализа испытуемых сред при работе на технологическом оборудовании и дискретном отборе проб.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения вязкости, содержа сцее дези рующую емкость, снабженную трубкой истечения, управляющее устройств(), реги<.тратор времени истечения, пятимембранный элемент сравнения, задатчик давления, узел памяти, пневматическое трехмембранное реле, при этом в соответствующие входы пятимембранного элемента сравнения подключены задатчик давления, выходы узла памяти, а выход пятимембранного элемента сравнения подключен в сопло трехмембранного реле, камере ) и:..1. .ниH к<>т(>p(11(> соединена с выходом, а в Од соединен со входом регистратора вре.. щ« истечения (2(.

11едостатком извс стног< устройства яв.«ЯЕТСЯ H(ВОЗМОЖНОСТЬ ТО 1«IО«О ИЗМ(. P< HI«>l

«11«зк<>сти газов.

Цель изобретения — повышенис точно<"1 и измерений путем стабилизации перепада д;«в ления нз трубке истечеHHH H ocólöåñòâë(HHH

10 при анализе точного дозирования исследу< мого вещества.

Г1оставленная цель достигается тем, «то устройство для измерения вязкости, содержащее дозирую«цую емкость, трубку истечения, регистратор времени истечения, пятимембрзнный элемент сравнения, задатчик давлении. узел памяти, первое пневматическое «рехмембранное реле, при этом в соответствующие входы пятимембра нного элемента сравнения подключены задатчик

20 давления и выходы узла памяти, а выход пятимембранного элемента сравнения подключен в сопло трехмембрзнного p(. ле, K;Iмера управления которого соедин(и;1 с вых >дом узла памяти, и в««ход со<,с«<11< н О входом регистратора времени истечс ния, 1«зб

972325

S5

3 жено вторым пневматическим трехмембранным реле, триггером с раздельными входами, пульсирующим пневматическим сопротивлением и точным повторителем со сдвигом, причем выход первого пневматического трехмембранного реле подключен к одному из входов триггера и входу второго трехмембранного реле, реализующего логическую функцию «Отрицание», выход которого соединен с другим входом триггера, а выход триггера соединен с регистратором времени истечения и с камерой управления пульсирующего пневматического сопротивления, ко входу которого подключена линия с анализируемым веществом, а выход через одну из камер точного повторителя со сдвигом подключен ко входу трубки истечения, выход которой — к другой камере точного повторителя со сдвигом, при этом дозирующая емкость подключена к камере пульсирующего пневматического сопротивления, соединенной с одним из входов пятимембранного элемента сравнения.

На чертеже изображено устройство для измерения вязкости газообразных сред .

Устройство содержит пульсирующее сопротивление 1, к камере А которого подключена камера Б 2 точного повторителя со сдвигом 2. К камере В (подключена дозирующая емкость 3. Камера Б 2 точного повторителя со сдвигом через трубку истечения 4 (ламинарный дроссель) соединена с камерой А 2. Камера Б 1 пульсирующего сопротивления подключена к камерам В 5 и E 5 узла 5 памяти и к камере В б пятимембранного элемента 6 сравнения, камера Г 6 которого соединена с выходом узла

5 памяти. а камерад Д 6 соединена с выходом задатчика 7 давления. Выход элемента

6 сравнения подключен в сопло С реле 8, реализующего логическую функцию «Запрет», выход которого подключен к одному. из входов триггера с раздельными входами

9 и ко входу реле 10, реализующего логическую функцию «Отрицание», выход которого подключен к другому входу триггера 9. Выход триггера 9 подключен в камеру Г 1 управления пульсирующего сопротивления и к входу регистратора времени истечения (не показан).

Линия с анализируемым веществом подключена к камерам В и Е 1 пульсирующего сопротивления 1. В камеры Д 1, Д 5, В 8 и 8 10 соответствующих элементов схемы подано давление подпора. В камеры! 5 и Б 8 подаются сигналы командного давления Р .

Устройство работает следующим образом.

При подаче командного давления Р

= «1» камера В 5 узла 5 памяти сообщается с камерой В б пятимембранного элемента 6 сравнения и камерой Б пульсирующего пневматического сопротивления 1. При этом с выхода узла 5 памяти давление Р 5 посту! о

2о

25 зо

50 пает в камеру Г 6 пятимембранного элемента 6 сравнения, который при подаче на его входы давлений будет иметь на своем выходе.

«О», если Р— Р, > Р„

«!», есл и Р— Р! < P„ i где Р,, Рэ и P — давления на выходах элементов 1,5 и 7, соответственно.

При Р— — «1», Р = Р, и Р4 — — «!», при этом сопло С пневматического трехмембранного реле 8 закрыто и на выходе реле 8 давление Р = «О».

В камеру А 9 триггера с раздельными входами 9 поступает давление P8 — — «0», а в камеру Б 9 поступает давление с выхода инвертора 10, равное Рд —— «!». При таких входных давлениях триггер 9 занимает положение с нулевым выходным сигналом Р<, «О». При поступлении сигнала P = «О» в камеру I 1 пульсирующего сопротивления, мембранный блок под действием подпора, поданного в камеру Д 1, перемещается вниз, соединяя камеры В 1 и Е 1 через открытое сопло С 1 пульсирующего сопротивления 1 с камерой Б 1. Камеры В и

E 1 при этом соединены, нагример с трубопроводом с анализируемым газом или с другим его источником. Подачей импульса

Р— — «!» осуществляется заполнение емкости 3 анализируемым газом. На измеритель времени поступает сигнал P> — — «1».

Процесс измерения начинается от входной линии, а, следовательно, и давление в камере 6 сохраняется неизменным до тех пор, пока не сменится команда. На выходе элемента 6 сравнения давление Рв — — «1», которое через открытое сопло С 1 пневмореле 10 поступает в камеру А 9 триггера с раздельными входами 9, при этом на другой вход триггера поступает сигнал нулевого уровня. При таких входных сигналах триггер 9 переходит в положение с единичным выходным сигналом Р = «1». Под

9 действием давления Р = «l», поступающего в камеру Г пульсирующего сопротивления 1, сопло С 1,",,льсирующего сопротивления l закрывается, а сопло С 2 открывается. Анализируемый газ из дозирующей емкости 3 поступает через открытое сопло

С 2 пульсирующего пневматического сопротивления 1 в камеру Б 2 точного повторителя 2 со сдвигом. Камеры А 2 и Б 2 точного повторителя 2 со сдвигом соединены между собой капиллярной трубкой 4 истечения, выполненной в виде ламинарного дросселя.

Состояние газа в дозирующей емкости 3 описывается уравнением где Р— давление газа в емкости 3, имеющей объем V;

8 — количество газа;

972325

Р— газовая постоянная;

à — абсолютная температура газа.

При истечении газа из дозирующей емкости 3 давление Р> уменьшается. Истечение продолжается до тех пор, пока разность давлений ЬР = PB — — PI не станет равной давлению задания Р, устанавливаемому задатчиком 7. Таким образом, истечение газа начинается с момента, когда

AP = Р5 — Pl — — О, и прекращается.

P> Pl

В конце процесса истечения состояние газа описывается уравнением (2) где G — расход газа по трубке истечения;

t — время истечения.

Вычитая из (1) уравнение (2) получаем, откуда

Расход газа в случае его ламинарного течения по капиллярной трубке истечения можно определить из формулы Пуазейля н виде

Ii d ЬРР

128 с. (с1 (5) где d, 1 — диаметр и длина капиллярной ур трубки истечения, соответственно; )ч вязкость газа; Р— средняя плотность газа в трубке истечения; ЬР— перепад давления на трубке истечения.

Подставляя значение G из (5) н (4) получаем

35 рл4.дрр

128 Р V{!

{6) 40

После ТОГО, как Pg -PI — — 7 на ны ходе пятимембранного элемента 6 сравнения будет сигнал Рн — — «1». Этим сигналом, прошедшим через сопло 6 реле 8 инвертированным на реле 10, триггер 9 переводится в состояние с нулевым выходным сиг- 45 налом. Мембранный блок пульсирующего пневматического сопротивления перемещается вниз, соединяя через открытое сопло

С 1 дозирующую емкость 3 со входом. Подачей командного импульса Рс — — «1», осуществляется подготовка регистрируюц)его устройства к работе.

В дальнейшем работа устройства осуществляется аналогично.

Предлагаемое устройство для измерения вязкости обладает по сравнению с известными устройствами того же назначения следующими преимуществами: истечение газа происходит при постоянном перепаде давления на трубке истечения, кроме того величина перепада давления может быть легко изменена посредством соответствующей

HdoтрОйки ToLIHoI o повторителя оо сдвигом, результат измерения не зависит от колебаний данления но входном трубопроводе; высокая надежность работы н пожаро- и взрывоопасных услониях.

Формула изобретения

Устройство для измерения вязкости, содержащее дозирующую емкость, трубку истечения, регистратор времени истечения, пятимембранный элемеHT сравнения, задатчик давления, узел памяти, первое пневматическое трехмембранное реле, при этом в соотнстствук)щие входы пятимембранного элементы сравнения подключены задатчик давления и выходы узла памяти, а выход пятимембранногo элемента сравнения подключен н сопло трехмембранного реле, hdмеря управления которого соединена с выходом узлы памяти, а выход соединен с Входом регистраторы времени истечения, отличаюи ееея тем, что, с целью повышения точности измерения путем стабилизации переца ш )явлс ния на трубке истечения и

îсу щестнления при àlkpлизе точного дозироняниH и следуемого нещеoòíà, оно снабжено нт<)рым пневматическим трехмембранным рс.)е, триггером с раздельными входа»lH, пульсирующим пневматическим сопроГин,liHием и точным повторителем со сдвиГс)м, причем выход первого пневматического

ТРЕХМС.;)ОрЫННОГО рсЛЕ ПодКЛЮЧЕН К ОдНОХ.у из нхо.ц)н 1 )иггер;1 и входу второго трехмембранного реле, реализую)него логическую функцию «Отрицание», ьыход которого соединpн с другим входом триггера, а выход триггера соединен с регистратором времени истс чения и с камерой управления пульс .и) ницего пневматического сопротивления, ко входу которого подключена лиш(я с анализируемым веществом, а выход

ЧЕрсы Одпу ИЗ КяМЕр ТОЧНОГО ПОВтОрИтЕЛя со oдвип)м подключеH ко входу трубки истечения, ныхо.i которой — к другой камере точного повторителя со сдвигом, при этом дозирующяя емкост1 подключена к камере пульсирующего пневматического сопротивления, соединенной с одним из входов пятимембрынного элементы срыннения.

Источники информации. ,принятые но внимание при экспертизе

1. Зал мы нзон Л.,- с. Аэрогидродина мические методы измерения входных параметрон автоматических систем. М., «Недра», !

973, с. 122- !26. . Авторское с нидетельство СССP Но заявке № 2701842 18-25. кл. G 01 N 11, 06, 22.! 2.68 (и рототи и ) .

972325

Составитель В. Алексеев

Редактор Ю. Середа Техред И. Верес Корректор H. Бурак

Заказ 8060i3! Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППГ! «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4