Устройство для определения реологических характеристик жидких сред

Устройство для определения реологических характеристик жидких сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С воз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.09. 76(21)2402670/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,01,785толлетеиь №1 (45) Дата опубликования описания 10.01.78 (53) М. Кл.о G01 Н 11/16

Гасударственный номнтот

Совета Мнннстров СССР ао делам изобретений н открытнй (53) УДК 548.137 (088,8 ) В, A. Гречишкин, В. А. Ломовской и А, A. Павлов (У) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКИХ СРЕД

Изобретение относится к устройствам, основанным на акустических методах промышленного контроля состава и свойств жидких продуктов, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности для контроля технологических процессов, протекающих при высоких температурах и давлениях.

Известно устройство для определения реологических характеристик жидких продук- 10 тов, содержащее зондирующий генератор, к выходу которого подключен измерительный преобразователь, выполненный в виде цилиндрического стержня, к одному из концов которого приклеен кварцевый пьеэопреобра- а зователь; усилитель и блок обработки информации.

Цилиндрический стержень помещен в исследуемую среду, при этом нижний конец 2Q стержни закреплен на керновой опоре. Принцип дейст:>ия устройства основан ва измерении параметров сдвиговых акустических колебаний, распространяющихся в стержне и притерпеваюших многократные отражения, 26

Устройство дает воэможность определять как упругие, так и вязкостные характеристики исследуемой среды. Однако оно не обеспечивает возможность промышленного контроля жидких продуктов, находящихся при высоких температурах и давлениях, кроме того отсутствует возможность автоматического определения реологических характери.стик, Известно также устройство для определения реологических характеристик жидких продуктов, где устранены вышеуказанные недостатки.

Устройство содержит измерительный преобразователь, выполненный в виде цилиндрического стержня, к торцам которого прикреплены передающий и приемный пьезоэлементы, электронный блок, состоящий из зондирующего генератора, к выходу которого подключен передающий пьеэоэлеменч, усилителя, на вход которого подключен приемный пьезоэлемент, блок обработки информации. цилиндрический стержень проходит через емкость с контролируемым жидким продуктом H закреплен при помощи термостойких уплотнительных сальников в стенках емкости таким образом, что приемный и передающий пьезо-элементы находятся вне измеряемой сре ды.

Принцип работы устройства заключается в измерении амплитуды акустического импульса, распростреняюшегося вдоль стержня.

Величина амплитуды импульса пропорциональ на вязкости анализируемого продукта.

Устройство характеризуется значительной 10 погрешностью. измерений, обусловленной разной степенью демпфирования стержня герметизируюшими сальниками, низкой надежностью в работе,. связанной с необходимостью замены сальников„ и узкими функциональны- 13 ми возможностями ввиду того, что определчются лишь вязкостные характеристики жидкого продукта. Упругие характеристики не измеряютсч.

Бель изобретения - повышение точности и надежности измерений, расширение фун„ циональных возможностей устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержашем измерительный преобразователь и электронный блок, состояший из зондируюшего генератора, усилитель и блока обработки, информации, яз мерительный преобразователь выполнен в виде цилиндрического стержня, один конец З0 которого жестко соединен с пьезоэлементом посредством экспоненциального концентратора, закрепленного в герметизкруюшей стенке по узловой плоскости, а другой конец— с четвертьволновым отражателем, 35

Изобретение поясняется чертежом, Измерительный преобразователь предлагаемого устройства состоит из пьезоэлемента 1, экспоненциального концентратора 2, цидиндрического стержня 3, четвертьволно- 40 вого отражателя 4. Крепление измерительного преобразователя осуществляется с помошью герметнзируюшей с енки 5 таким образом, что .Нижняя часть экспоненциальногО концентратора 2, цилиндрический стержень 4

3, четвертьволновой отражатель 4 находятся ь- исследуемой среде по одну сторону герметизируюшей стенки 5, а верхняя часть экспоненциального концентратора 2 и пьезоэлемент Х - вне исследуемой среды, по другую сторону стенки 5, Электронный блок предлагаемого устройства содержит зондируюший генератор 6, усилитель 7, блок 8 обработки информации, Устройство работает следуюшим образом.

Зондируюший генератор вырабатывает кс роткие прямоугольные импульсы, которые возбуждают пьезоэлемент 1, преобразуюший энергию электрического импульса в экспоненциально затухаюшие механические колебания, которые усиливаются экспоненциальным концентратором 2 и в виде волн распространяются вдоль стержня 3. Отразившись от четвертьволнового отражателя 4, колебания достигают пьезоэлемента l, где часть энергии преобразуется в электрические колебания, а часть, отразившись, вновь распространяется вдоль стержня 3 до отражателя

4. Таким образом, на выходе усилителя 7 будет наблюдаться серия отраженных экспо ненциально затухаю1цих пачек импульсов, амплитуда которых будет изменяться пропорционально вязкостным свойствам среды, а фаза — упругим свойствам. Обеспечение работы измерительного преобразователя при высоких температурах осушествляется применением .. соответствуюших пьезоэлементов (пьезокерамических или кварцевых), а при высокях давлениях — толшиной герметизируюшей стенки 5, которая расположена в узловой плоскости экспоненциального концентратора и является "прозрачной" для акустических колебаний. Импульсы с выхода усилителя 7 поступают на блок 8 обрабсгки информации, где производится измерение декремента затухания, вел.:- .ииа которого пропорциональна вязкости исследуемого продукта и фазы относительно первого экспоненциально затухающего импульса. Величина фазы пропорциональна упругой характеристике жидкого продукта.

Формула изобретения

Устройство для определения реологических характеристик жидких сред, содержашее измерительный преобразователь и электронный блок, состояший из зондируемого генератора, усилителя и блока обработки информации, о т л и ч а ю ш е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, измерительный преобразователь выполнен в виде цилиндрического стержня, один конец которого жестко соединен с пьезоэлементом посредством экспоненциального концентратора, закрепленного в герметизируюшей стенке по узловой плоскости, а другой конец — с четвертьволновым отражателем, 587359

Г !

1 ! ! !

1 ! ! ! ! !

Составитель Е, Маллер

Редактор О, Иванова Техреп К. аврон Корректор С. Ямалова.

Заказ 1 24/3 2 Тираж И0 Подписное

ЦНИИПИ Госуцарственного комитета Совета Министров СССР по целам изобретений и откфь тий

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

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