Вискозиметр с автоматическим приведением измеряемой вязкости к заданной температуре

Вискозиметр с автоматическим приведением измеряемой вязкости к заданной температуре

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к ьвтовскомм свидетвльствм

Союз Соввтсккн

Социалкстическмн

1ееслубл (6I ) Дополнительное к авт, свид-ву (5l)M. Кл. (22) Заявлено 31. 03 81 (21) 3268232/18-25

G 01 N 11/16 с присоединением заявки М (ЬеударетвеннЫ1 кемнтет

CCCP ао делам нзебретеннй и отерытнй (23) Приоритет

1 Опубликовано 23. 09.82. Бюллетень М 35 (53) УДК 532. . 137(088.8) Дата опубликования описания 25. 09. 82

С.Е. Саввин, А.В. Поляков, А.М. Некрасов

А.П. Башкатов, H.À. Шмарин и E.È. Стро омно в.

s. л (72) Авторы изобретения

k .1, 1 (7l ) Заявитель

{54) ВИСКОЗИМЕТР С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПРИВЕДЕНИЕМ

ИЗМЕРЯЕМОЙ ВЯЗКОСТИ К ЗАДАННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

Изобретение относится к устройствам для автоматического непрерывного измерения вязкости жидких продуктов в технологических процессах и может быть использовано s химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен вискозиметр 313, включающий датчик вязкости, датчик температуры, вторичный прибор и термокомпен-1, сатор, подключенный между этими датчиками и вторичным прибором.

Термокомпенсатор содержит сумма" тор, на один вход которого подается выходной сигнал вискозиметра, схему коррекции, подключенную между вторым входом и выходом сумматора, и выходной каскад, подключенный к выходу сумс. :мматора. Действие термокомпенсатора основано на использовании кусоч- ?o но-линейной аппроксимации температурной зависимости вязкости с последующим управлением обратной связью сумматора. Величина приведенной вяз2 кости (без учета плотности) определяется из выражения тек lip 1- t где 1„„- вязкость приведения; текущая вязкость; дЙ - разность текущей температуры и температуры приведения; постоянная, определяемая при аппроксимации температурной зависимости двумя отрезками в требуемом диапазоне температур.

Недостатком этого вискозиметра является низкая точность измерения при изменении концентрации продукта, так как постоянная ь определяется и задается только для одной концентрации продукта,.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вискозиметр с автоматическим приведе3 960584 нием измеряемой вязкости к заданной температуре, содержащий два датчика вязкости и два датчика температуры, попарно расположенные в двух измери-, тельных зонах, между которыми -соз" дается разность температур и функциональный блок (термокомпенсатор), включающий два логарифмических преобразователя, вычитатель, блок умно- . жения и суммирующий усилитель, ох" 10 ваченный нелинейной обратной связью, при этом суммирующий усилитель одним входом подключен к выходу блока умножения, вход которого через вычитатель соединен с датчиком темпера- !$ туры, а вторым входом подключен к логарифмическому преобразователю сигнала датчика вязкости, расположенного в одной измерительной зоне с этим датчиком температуры. Регистратор подключен к выходу Суммирующего усилителя.

Действие термокомпенсатора осно-; вано на вычислении температурного коэффициента вязкости путем лога- щ рифмирования и сравнения сигналов датчиков вязкости расположенных в двух температурных зонах (3 3.

Недостатками известного вискозиметра являются применение двух датчиков вязкости и двух датчиков температуры, что приводит к увеличению погрешности измерения и приведения показаний вискозиметра за счет суммирования погрешностей каж дого иэ датчиков при обработке ин3$ формации, а также невозможность использования вискозиметра в технологических процессах, где невозможно создать разность температур между из40 мерительными зонами (например, в реакторах).

zS

Заменив в выражении (4) Д е ко$в эффициентом В получим

bH

/=6 е - (5)

Величина выходного напряжения логарифмического преобразователя 4 равна

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в вискозиметр, содержащий датчик вязкости, датчик температуры, вторичный прибор и термокомпенсатор, включающий логарифмический преобразователь и вычитатель,подключенный между датчиками и вторичным прибором, введен усилитель-формирователь с регулируемой глубиной обратной связи, причем датчик вязкости соедйнен с входной цепью логарифмического пре,образователя, датчик температурыс входной цепью усилителя-формирователя, а выходы логарифмического пре1 образователя и усилителя-формирователя соединены с входами вычитателя.

-На фиг. 1 представлена схема предлагаемого вискозиметра; на .фиг-.-2- -- графики, иллюстрирующие работу вискоэиметра.

Вискозиметр содержит датчик 1 вязкости, датчик 2 температуры, термокомпенсатор 3, логарифмический преобразователь 4, усилитель-формиро" ватель 5 с регулируемой глубиной обратной связи, вычитатель 6, регистратор 7 и объем с контролируемым. продуктом 8.

Вязкость любого продукта, а следовательно, и напряжение на выходе датчика 1 вязкости, пропорциональ-, ное величине вязкости, при изменении температуры изменяется по экспоненциальному закону (график 6 на фиг:2) о™ "((пизой до 0 ä "òè) °

При изменении температуры в точке измерения на выходе датчика 2 температуры напряжение изменяется линейно от 01 с,„до 0 „„ „ (график а на фиг. 2) .

Температурную зависимость вязкости жидких. продуктов можно представить в виде

dW

"е КТ. (<) где ЬM - энергия активации;

К - постоянная Больцмана;

Т " температура,"К;

А - сопэ .

По второму закону термодинамики

nM--hH- Tns (3) где nH - изменение энтальпии; а S - изменение энтропии.

В пределах жидкого агрегатного состояния энтропия а5 мало изменяется с изменением температуры, Поэтому выражение (2) можно переписать в виде а5 Н рАе е . () .К КТ

5 9605

Энтальпия определяется как сумма внутренней энергии 0 и произведения давления P.íà объем Ч

Н=О+ РН. (i)

При измерении вязкости объем

S подвергаемого деформации продукта постоянен, величина давления при деформации не изменяется.

Величина внутренней энергии за" висит от температуры продукта про" . 10 порционально ей. Поэтому выражение

6 можно представить в виде р,-т,} „ r, Ц =6пь+ — О=BnьЛ- — (8>

| 4 (Т, К КТ где d - коэффициент пропорциональности между Т и Н;

Т,- текущая температура;

Т " температура приведения.

Как видно из выражения (8) напряжение на выходе логарифмического преобразователя 4 при постоянной начальной вязкости go обратно пропорционально температуре, причем наклон харак" теристики не зависит от изменения д начальной вязкости (зависимость 3 на фиг. 2).

Величина выходного напряжения усилителя формирователя 5 равна по величине и обратна по знаку третьему чле-З0 ну выражения (8) ь

«QTо — Ч

5 KТ„

ЗЗ

DID - с1ТΠ— + =Pn&<— кт„кт„

Ь 4 5 (101

Таким образом, предлагаемый вискоэиметр позволяет осуществлять при" ведение показаний с одним датчиком вязкости и температуры. с высокой точностью.

Формула изобретения

Вискоэиметр,с автоматическим приведением измеряемой вязкости к : заданной температуре, содержащий датчик вязкости, датчик температуры, регистратор и термокомпенса ор, включающий логарифмический преобразователь, выход которого соединен с входом вычитателя, выход которого

:оединен с входом регистратора, о т" я и ч à ю шийся тем, что, с це" лью повышения точности измерения, термокомпенсатор снабжен усилителемформирователем с регулируемой глубиной обратной связи, причем датчик вязкости соединен с входной цепью логарифмического преобразователя, датчик температуры - с входной цепью усилителя-формирователя, а выходы логарифмического преобразователя и усилителя-формирователя соединены с входами вычитателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ПНР И 87189, кл. C 01 11/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

И 646225; кл. 6 01 Н 11/04, 1979 (прототип).

Величина ct задается глубиной обратной связи усилителя-формирова" теля 5. Вычитатель 6 суммирует сигналы U4 и U5 и преобразует их в стан-:: дартный выходной сигнал, неэавися84 4 щий от температуры среды, необходимый для регистратора 7 (график 1. на фиг. 2)