Вискозиметр

Вискозиметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И („) взв в

ИЗОБРЕТЕЙ И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено26.09.75 (21) 2174662/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.11.76.Бюллетень ¹ 43 (45) Дата опубликования описания 20.05.77 (51) М. Кл.е (0 1 1Ч 1 1 /1 4

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УЛК 620.178.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Гречишкин, А. А. Розов и,tO С Копылов (71) Заявитель (54) ВИСКОЗИМЕТР

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

Известен колебательный вискозиметр, содержащий измерительный зонд, схему возбуждения и регистрации Ц. Определение 10 вязкости осуществляется измерением времени движения в среде измерительного зонда из одного положения в другое.

Однако известным вискозиметром невозможно измерить мгновенные значения вяз- у кости при низких скоростях сдвига. Так при частоте колебаний зонда равной, например

0,001 Гц, дискретность измерений составит около 17 мин. Если учесть, что во многих случаях (например, при исследовании и про-2р изводстве гелеобразных продуктов, смазочноохлаждающих жидкостей, жидких кри|;аллов и др),. необходимо вести измеречия на ско-4 -( ростях сдвига менее 10 сек, то известный вискозиметр не может быть применен.

Известен также колебательный вискозиметр содержащий подвижный и неподвижный измерительные цилиндры, схему возбуждения и регистрации, датчик угловых перемещений подвижного цилиндра (2). Вискозиметр обеспечивает измерение вязкости на скоростях т сдвига менее 10 сек . Определение вязкости проводится путем обсчета результатов записи значений крутящего момента за один цикл колебаний. Величина цикла изменяется от нескольких часов до нескольких суток, поэтому экспрессность измерений очень низка. В связи с этим невозможно измерить мгновенное значение вязкости при низких скростях сдвига.

Кроме того, при считывании результатов записи будет наблюдаться погрешность определения вязкости, связанная с субъективной ошибкой счета, зависящей от работы оператора.

UeJIb H D6PeTeHHII - 6eCIIe eHHe GBTOMB» тического измерения мгновенного значения вязкости при низких скоростях сдвига и увеличение точности измерения.

Для этого вискозиметр снабжен блоком измерения угловой скорости, состоящим из двух аналого-временных преобразователей, временного селектора и двух интеграторов, при этом выходы аналого-временных преобразователей соединены с первым и вторым входами временного селектора, вход первого преобразователя соединен с выходом датчика угловых перемещений подвижного цилиндра, а аналогичный вход второго преобразователя — с выхо- р дом временного селектора через два последовательно соединенных интегратора.

На чертеже дана функциональная схемавискозиметра.

Он содержит аналого-временные преобразователи 1 и 2 с триггерами 3, 4, генераторами пилообразного напряжения 5, 6, компараторами 7, 8, временный селектор 9, содержащий генератор селекторных импульсов 10 и временный дискриминатор 11, интегратор 12 с зарядной емкостью С, и сопротивлениемК интегратор 13 с зарядной емкостью С> и сопротивлением Я датчик угловых перемещений подвижного цилиндра 14.

Схема работает следующим образом.

Импульс синхронизации поступает на вход 1 триггера 3, входящего в аналого-временной преобразователь 1, и запускает его. Передний фронт импульса триггера 3 запускает генера6 тор пилообразного напряжения 5, импульс которого поступает на компаратор 7, где сравнивается с опорным напряжением, пропорциональным углу поворота измерительного цилиндра, поступающим с датчика угловых пере- мещений подвижного цилиндра 14 на вход В„, Это напряжение треугольной формы, период которого изменяется в зависимости от вяз-4 кости среды в гределах 1-10 ц. При равенстве величин опорного и пилообразного @ напряжения компаратор 7 вырабатывает импульс, который опрокидывает триггер 3. Таким образом, на выходе компаратора 7 получается импульс, временное положение которого относительно импульса запуска пропорцио45 нально углу поворота измерительного цилиндра.

Это временное положение измеряетсяследяшей системой, состоящей из аналого-временного преобразователя 2, временного селектора 9 и интеграторов 12, 13. Преобразователь 2 работает аналогично преобразователю 1 и состоит из аналогичных элементов (триггера 4., генератора пилообразного напряжения 6, компаратора 8). Импульс с выхода преобразователя 2 поступает на генератор селектор55 ных импульсов 10 временного селектора 9, кс торый вырабатывает следующие один за другим два прямоугольных селекторных импульса. поступающие на два входа временного дискриминатора 11. На третий вход дискриминатора 11 поступает импульс с выхода аналоговременного преобразователя 1. В зависимости от временного положения импульса на выходе преобразователя 1 относительно селекторных импульсов, на выходе временного дискриминатора 11 селектора 9 вырабатывается постоянное напряжение положительной или отрицательной полярности (сигнал ошибки). Это напряжение через два электронных интегратора 12 и 13 управляет работой преобразователя 2, изменяя сигнал на входе В компаратора 8 до тех пор, пока сигнал ошибки не станет равным нулю.

Для получения следящей системы с астатизмом второго порядка необходимы два интегратора, что значительно повышает точность измерения и устойчивость работы системы. Кроме того, это позволяет измерять мгновенные значения как величины углового перемещения ,(, так и его первой и второй производных

1 tl по времени (А А ), т.е. скорости и ускоР рения перемещения измерительного цилиндра.

Величина . пропорциональна напряжению на выходе 13/ интегратора 13

*=KV

Величина А пропорциональна напряжению на выходе 11 интегратора 12

Ч2 = Ж/

Величина * пропорциональна напряжению на входе 1Ч интегратора 12

V, =a ׄ(è

При необходимости работы в режиме постоянной скорости сдвига напряжение V используется для. воздействия на систему передвижения измерительного цилиндра.

Таким образом, применение блока измерения угловых перемещений выгодно отличает предлагаемый вискозиметр от прототипа тем, что дает возможность с высокой точностью вести измерение мгновенного значения вязкости при низких скоростях сдвига. Предлагаемый вискозиметр может использоваться не только в технологических процессах, где неприменимы известные вискозиметры, но и для научны:. исследований, а также в качестве поверочного средства приборов для измерения вязкости полимеров.

Макет предлагаемого вискозиметра прошел с положительным Результатом лабораторные испытания.

Внедрение предлагаемого вискозиметра начнется с 1980 r.

Формула изобретения

Вискозиметр, содержащий подвижный и неподвижный измерительные цилиндры, магнитную муфту, схему возбуждения и регистрации, датчик угловых перемещений, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения автоматического измерения мгновенного значения вязкости при низких скоростях сдвига и увеличения точности измерения, он снабжен © блоком измерения угловой скорости, состоящим из двух аналого-временных преобразователей, временного селектора и двух интеграторов, при этом выходы аналого-временных преобразователей соединены с первым и вторым входами временного селектора, вход первого преобразователя соединен с выходом датчика угловых перемещений подвижного цилиндра, а аналогичный вход второго преобразователя — с выходом временного селектора через два последовательно соединенных интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3.474.663, класс 7354, 28.10.1969.

2. Патент США N- 3.722.262, класс 7359, 27.03.1973.

Составитель А. Волков

Редактор Л. Гребенникова Техред Г. Родак Корректор Т. Чаброва

Заказ 5769/273 Тираж 1029 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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