Вискозиметр

Вискозиметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВИСКОЗИМЕТР, содержащий корпус , размещенный в нем трехстепенной уравновешенный гироскоп, датчик угла, установленный на оси внутренней рамки гироскопа, и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вязкости за счет использования динамических свойств уравновешенного трехстепенного гироскопа на частоте собственных недемпфированных колебаний, гиромотор гироскопа установлен в рамке, продольная ось которой герметично выведена из корпуса и снабжена зондом, расположенным на конце продольной оси, на другом конце которой установлена возбуждающая система, соединенная с задающим генератором синусоидальных колебаний, датчик угла связан через устройство управления с регистрирующим прибором, причем один (А выход устройства управления соединен с задающим генератором, а другой С в с арретиром. t со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (39) (I)) (5()4 4 G Ol N 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н вторсномм свидятяльстам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3562819/24-25 (22) 17.03.83 (46) 15.11.85. Бюл. 1) 42 (72) К.Т.Ляхонов и М.П.Фуражировский (53) 548.!37(088.8) (56) Белкин И.М. и др. Ротационные приборы. М,: Машиностроение, 1968, с. 47.

Авторское свидетельство СССР

И 735968, кл. G О! N ll/14, 1977.

Авторское свидетельство СССР

l) 771515, кл. С Ol,N 11/14, 1980. (54)(57) ВИСКОЗИМЕТР, содержащий корпус, размещенный в нем трехстепенной уравновешенный гироскоп, датчик угла, установленный на оси внутренней рамки гироскопа, и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вязкости sa счет использования динамических свойств уравновешенного трехстепенного гироскопа на частоте собственных недемпфированных колебаний, гиромотор гироскопа установлен в рамке, продольная ось которой герметично выведена из корпуса и снабжена зондом, расположенным на конце продольной оси, на другом конце которой установлена возбуждающая система, соединенная с задающим генератором синусоидальных колебаний, датчик угла связан через устройство управления с регистрирующим прибором, причем один выход устройства управления соединен с задающим генератором, а другойс арретиром.

1 1191

Изобретение относится к устройствам для измерения вязкости жидких сред.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения вязкости жидкости.

На чертеже представлена кинематическая схема вискозиметра.

Система координат XYZ связана с гиромотором, а система f P и — с lO корпусом.

В корпусе 1, выполненном в виде полого цилиндра, установлена рамка 2 с помощью оси 3 и подшипников. На конце оси 3 установлен зонд IS

4, который перемещается в исследуемую жидкость и воспринимает момент сил вязкого трения. В рамке 2 с помощью оси 5 установлен гиромотор 6, центр тяжести которого находится в 20 точке пересечения осей 3, 5 и Е ..

На оси 5 установлен датчик 7 угла, преобразующий амплитуду угловых колебаний гироскопа б в электрический сигнал и имеющий связь через устройст- 25 во 8 управления с регистрирующим прибором 9, проградуированным в единицах вязкости. Градуировка произвол дится при тарировке прибора. Выход устройства 8управления связанс арре- щ тиром !О, предназначенным для установки"гироскопа в исходное положение .перед измерением вязкости. Арретир 10 представляет собой катушку 11, внутри которой установлен сердечник 12 с гнездом для носика 13 гиромотора б. В исходном (арретированном) положении сердечник удерживается цилиндрической пружиной 14. При подаче напряжения питания на катушку ll сер; » дечник 12 втягивается внутрь, сжимая пружину 14, и освобождает носик 13 гироскопа 6.

На втором конце оси 3 установлен датчик 15 моментов, имеющий электри- 45 ческую связь с задающим генератором !6 минусоидальных колебаний. Задающий генератор 16 имеет электрическую связь с устройством 8 управления и предназначен для подачи сину- 0 соидального сигнала определенной амплитуды и частоты. Для повышения чувствительности вискозиметра частота сигнала равна собственной частоте недемпфированных колебаний гироскопа.55

В нижней части корпуса 1 укреплено кольцо 17 с уплотняющей прокладкой

l8. С помощью кольца 17 корпус !

780 г устанавливается таким образом, чтобы зонд 4 помещался в исследуемую жидкость, Вискозиметр работает следующим образом.

Зонд 4 помещается в исследуемую жидкость. Подается питание на гиромотор гироскопа 6, задающий генератор 16, датчик 7 угла и датчик 15 моментов. Ротор гиромотора гироскопа 6 разгоняется до номинального числа оборотов. С устройства 8 управления подаются сигналы на арретир 10 и на задающий генератор 16. Под действием этих сигналов сердечник 12 арретира 10 вытягивается в катушку

11 и освобождает носик гироскопа 6, 1 а задающий генератор 16 подает синусоидальное напряжение строго определенной амплитуды и частоты, равной частоте недемпфированных колебаний гироскопа, на датчик 15 моментов. Датчик 15 моментов прикладывает момент по оси 3, изменяющийся по закону

М (t) = à since t где а - амплитуда момента;

И вЂ” круговая частота изменения момента.

Под действием этого момента ги- роскоп 6 совершает вынужденные колебания вокруг оси 5 с амплитудой, зависящей от вязкости жидкости. Амплитуда вынужденных колебаний вокруг оси 5 измеряется датчиком 7 угла, преобразуется в электрический сигнал, который через устройство 8 управления подается на регистрирующий прибор 9,проградуированный в единицах вязкости. Если вискоэиметр используется для измерения вязкости при непрерывном технологическом процессе, то через определенные -промежутки времени устройство управления снимает питание с арретира для контроля и установки гироскопа в исходное положение.

Движение гироскопа при действии момента, изменяющегося по закону (1), описывается системой дифференциальных уравнений

В о + py — Н/Ь = -а sinu t; (2)

АР +НИ =О, где В,А — моменты инерции гироскопа относительно осей 3 и 5 соответственно;

l191780 4

При у = яя из выражения (5) получаем З В (,) = - /" (6)

С учетом равенства {6) амплитуда вынужденных колебаний гироскопа из выражения (3) при Я =сд„ определяется выражением (7) t0

К (e)

15 где К= - — масштабный коэффициент, а В определяемый параметрами конкретного вискоэиметра.

Из выражения (7) следует, что

20 амплитуда вынужденных колебаний гироскопа вокруг оси 5 обратно пропорциональна коэффициенту удельного момента сил вязкого трения, а следавательно, и вязкости жидкости.

25 Измеряя амплитуду вынужденных колебаний а (Я„)датчиком 7 угла и преобразуя ее в электрический сигнал, можно определить в соответствии с выражением (8) коэффициент удельного момента сил вязкого трения. Сигнал с датчика 7 угла подается на регистрирующий прибор 9, проградуированный в единицах вязкости при тарировке вискозиметра.

Н где Я„-др - частота собственных недемпфированных колебаний гироскопа(при /й 0).

Из передаточной функции (4) находим

4м 4 )

E (5). з (ц — удепьный момент сил вязкости трения, обусловлен:,ный движением зонда 4 в исследуемой жидкости;

0L„P - углы, характеризующие ново рот гироскопа вокруг осей

3 и 5 соответственно

У

Н - кинетический момент гироскопа.

Вынужденные колебания гироскопа вокруг оси 5 характеризуются амплитудой вынужденных колебаний, определяемой выражением .а (ы) - 8 < A (я) (3)

3 у t где A (ca) - амплитудно-частотная

1 характеристика гироскопа.

Амплитудно-частотная характеристика А () определяется из передаточной функции гироскопа

Р () -н

®о 9 (p) 2

ASf +цР н (4) а (V„) н = йР

Из равенства (7) находим

Составитель В.Крутин

Редактор НД1выдкая Техред А.Кикемеэей Корректор В.Бутяга

Закаэ 7149/39 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4