Устройство для измерения вязкости

Устройство для измерения вязкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

несессер

Я ввтемтHG"T CHи

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.12.75 (21) 2196447/25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 27.04.77. (51) М. Кл 6 01N 11/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 532.137(088.8) (72) Авторы изобретения

М. П. Кулик, Е. П. Пистун, Т.-И. С, Подольский, А. Н. Тихомиров, В. Л. Золотарев и Б. Н. Диесперов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

Изобретение относится к устройствам для контроля физикохимических характеристик жидких сред, в частности, к устройствам для измерения вязкости, и может найти применение в системах контроля и управления химическими процессами.

Известен капиллярный вискозиметр с тер, ìîKîìïåíñàöèåé, содержащий задатчик постоянного расхода, измерительный сосуд, пневмопреобразователь, датчик температуры, сумматор и вторичный прибор. Ввиду того, что вязкость большинства жидкостей под влиянием температуры изменяется в логарифмических координатах по прямолинейному закону, для введения термокомпенсации измерительный сосуд известного устройства выполнен по логарифмическому профилю. Полная же температурная компенсация достигается суммирова нием сигнала по вязкости и сигнала датчика температуры. Известный капиллярный вискозиметр непригоден для контроля жидких продуктов, находящихся под избыточным давлением.

Известно устройство для измерения вязкости, содержащее задатчик постоянного расхода, подключенный к системе капилляров, регистрирующий прибор. Система капилляров выполнена в виде параллельного соединения двух пар последовательно соединенных капилляров одинакового внутреннего диаметра и разной длины с противоположным размещением длинных и коротких капилляров в каждой паре и снабжена межкапилляр ными камерами, соединенными с регистрирующим при5 сором.

Однако в известном устройстве для измерения абсолютной вязкости при изменении температуры кочтролируемой среды увеличивается погрешность измерения.

1п С целью повышения точности измерений вязкости при изменении температуры исследуемой среды в предлагаемом устройстве стенки капилляров выполнены двухслойными с температурным коэффициентом линейного

15 расширения внутреннего слоя, большим температурного коэффициента линейного расшире«ия наружного слоя.

На чертеже представлена схема устройства для измерения вязкости.

20 Устройство состоит из задатчика 1 постоянного расхода, входной камеры 2, коротких капилляров 3 и 4, длинных капилляров 5 и

6, межкапиллярных камер 7 и 8, соединяющих длинный капилляр с коротким, выходной ка25 меры 9 и регистрирующего прибора 10.

Длинные и короткие капилляры предложенного устройства выполнены в виде трубок с двухслойными стенками, причем материал внутреннего слоя имеет больший температурЗО ный коэффициент линейного расширения по

550558 сравнению с внешним. Внутрепнис и внешние диаметры указанных капилляров, а также толщина слоев всех капилляров одинаковые.

У стройство для измерения вязкости работает следующим образом. 5

Контролируемая жидкая среда при помощи задатчика постоянного расхода прокачивается через систему капилляров 3 — 6. Одинаковое выполнение капилляров 3, 4 и 5, 6, а также межкапиллярных камер 7 и 8 приводит 10 к равенству гидравлического сопротивления двух па р последовательно соединенных капилляров, в результате общий поток разделяется на две одинаковые части. При протекании жидкости чврез систему капилляров исключа- 15 ется влияние на результат измерения различных неконтролируемых помех, например входовых эффектов числа Рейнольдса и др. Выходной сигнал устройства, снимаемый регистрирующим прибором 10 с межкапиллярных камер 7 и 8, оказывается пропорцио наль ным абсолютной вязкости исследуемой среды.

При изменении температуры контролируемой жидкости изменяется также и значение ее абсолютной вязкости.

С изменением температуры контролируемой среды изменяется температура стенок капилляров устройства, их внутренних и внешних слоев. Между внутренней и внешней поверхностью каждого слоя возникает темпера- 50 турный перепад, причем этот перепад на внешнем слое является незначительным. Внутренний слой капилляра принимает со временем температуру контролируемой среды и изменяет свои геометрические размеры. Например, 55 при увеличении температуры жидкости увеличиваются внутренние;и внешние радиусы обоих кольцевых слоев. В связи с большим коэффициентом линейного расширения материала внутрен него слоя и большой температурой 10 этого слоя абсолютный прирост радиуса внутреннего слоя является значительно большим по сравнению с внешним слоем.

Так как линейное расширение внутреннего слоя ограничено вполне определенными раз- 45 мерами внешнего слоя, то увеличивается толщина внутреннего слоя в сторону уменьшения внутреннего радиуса этого кольцевого слоя.

Уменьшение внутреннего радиуса капилляра при увеличении температуры контролируемой среды поддерживает выход ной сигнал устройства практически на прежнем уровне. С уменьшением температуры описываемые процессы в капиллярах устройства происходят в противоположном направлении. Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется температурная компенсация.

Необходимыми условиями для полной компенсации являются соотношение температурных коэффициентов линейного расширения материалов внутреннего и внешнего слоев, а также толщина стенки внутреннего кольцевого слоя.

Предлагаемое устройство с капиллярами внутреннего диаметра 4 мм, внешнего

50 мм при толщине стенки внутреннего слоя

20 мм и следующими коэффициентами линейного расширения: материала внутреннего слоя и = 0,00025 1/град (фторлон-4) и ма гериала внешнего слоя а=0,000011 1/град (сталь) имеет инвариантный выходной сигнал в диапазоне 10 — 40 С при измерении вязкости (1200сП) смеси трансформаторного масла и автола. Погрешность измерения при этом не превышает 3% отп. Предполагаемый экономический эффект от внедрения устройства для измерения вязкости жидкостей лишь на одном предприятии составляет около 25 тыс. рублей в год.

Формула изобретения

Усгройство для измерения вязкости, содержащее задатчик постоя нного расхода, подключенный к системе капилляров, регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений вязкости при изменении температуры исследуемой среды, стенки капилляров выполнены двухслойными с температурным коэффициентом линей ного расширения внутреннего слоя большим температурного коэффициента линейного расширения наружного слоя.

550558

Составитель Н. Плотникова

Текред Л. Гладкова Корректор T. Добровольская

Редактор Т. Якова

Заказ 2537

МОТ, Загорский филиал

Изд. ¹ 278 Тираж 054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва. Ж-35, Раушская иаб., д 4/5