Вискозиметр

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к вискозиметрии. Вискозиметр может быть использован во многих отраслях промышленности для измерения вязкости жидких сред в условиях производства . Целью изобретения является повышение точности измерения. Высокая точность измерения достигается за счет уточнения дозирования жидкости, участвующей в измерении . Дозируюш,ее устройство дополнительно включает в себя генератор СВЧ, первый и второй вибраторы, приемную петлю, коаксиальное реле. Первый вибратор выполнен в виде полой металлической трубки, соединенной с одним из входов трехходового клапана и генератором СВЧ и через коаксиальное реле с вторым вибратором. Вход управления коаксиального реле подключен к выходу командного прибора, к управляющему входу трехходового клапана и к входу измерителя времени. Вход командного прибора соединен с приемной петлей. Вибраторы и приемная петля отделены от жидкости и стенок измерительного сосуда диэлектрическими вставками. 3 ил. iS

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

GD 4 G 01 N 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4198331/24-25 (22) 24.02.87 (46) 30.07.88. Бюл. № 28 (72) М. М. Мордасов и Д. А. Дмитриев (53) 532.137 (088.8) (56) Агеев Н. А. и др. Автоматическое измерение времени истечения в вискозиметрии.—

Измерительная техника, 1971, № 7, с. 74.

Авторское свидетельство СССР № 600419, кл. G 01 N 14/06, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 855439, кл. G 01 N 11/06, 1981. (54) ВИСКОЗИМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к вискозиметрии. Вискозиметр может быть использован во многих отраслях промышленности для измерения вязкости жидких сред в условиях производства. Целью изобретения является повыше„„SU» 1413485 А 1 ние точности измерения. Высокая точность измерения достигается за счет уточнения дозирования жидкости, участвующей в измерении. Дозирующее устройство дополнительно включает в себя генератор СВЧ, первый и второй вибраторы, приемную петлю, коаксиальное реле. Первый вибратор выполнен в виде полой металлической трубки, соединенной с одним из входов трехходового клапана и генератором СВЧ и через коаксиальное реле с вторым вибратором. Вход управления коаксиального реле подключен к выходу командного прибора, к управляющему входу трехходового клапана и к входу змерителя времени. Вход командного прибора соединен с приемной петлей. Вибрагоры и приемная петля отделены от жидкости и сгенок измерительного сосуда диэлектри .ески. ми вставками. 3 ил.

1413485

Изобретение относится к приборостроению, в частности к контролю вязкости жидких сред в процессах химической технологии.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг. 1 схематически изображен вискозиметр; на фиг. 2 и 3 — измерительный сосуд как объемный резонатор с указанием структур полей колебаний Eoio u Еоп соответственноо.

Вискозиметр состоит из металлического измерительного сосуда 1 с капилляром 2, установленного на аппарате с контролируемой жидкостью 3. В цетре верхней части измерительного сосуда 1 размещена полая металлическая трубка, являющаяся одновременно первым электрическим вибратором 4, который присоединен к выходу генератора 5 СВЧ. К металлической трубке присоединен вход 6 трехходового клапана 7, выход 8 которого соединен с линией 9 сжатого воздуха, вход 0 — — с линией 11 вакуума или давления меньшего уровня.

В верхней части боковой стенки измерительного сосуда 1 размещен нормально к ней электрический второй вибратор 12 на расстоянии Хг/4 от верхней стенки металлического измерительного сосуда 1 (Х. резонансная длина генератора 5 СВЧ).

Второй вибратор 12 соединен с первым вибратором 4 коаксиальным кабелем длиной Кл /2 через коаксиальное реле 13, где

К вЂ” — нечетное число. Диаметрально противоположно вибратору 12 на расстоянии Х./4 от верхней крышки измерительного сосуда 1 расположена приемная петля 14, соединенная с входом командного устройства 15.

Выход командного устройства подключен одновременно к управляющему входу коаксиального реле 13, к исполнительному механизму 16 трехходового клапана 7 и к входу времяизмерительного устройства 17. Выход времяизмерительного устройства 17 соединен с входом вторичного прибора 18. Приемно-возбуждающая часть дозирующего устройства, вибраторы 4 и 12 и .приемная петля 14 изолированы от корпуса измерительного сосуда 1 и от пространства над поверхностью жидкости диэлектрическими, шайбами !9.

Принцип работы предлагаемого вискозиметра заключается в следующем.

Пусть в начальный момент времени жидкость в измерительном сосуде 1 отсутствует.

Коаксиальное реле 13 занимает состояние, при котором вибратор 12 отключен от генератора 5 СВЧ. В этом случае измерительный сосуд является объемным резонатором, в котором возбуждаются колебания типа Eoin.

Структура такого поля представлена на фиг. 3, причем собственная частота резонансных колебаний о1о

1 а.с во б (a+c) (3) С вЂ” высота измерительного сосуда 1; где

6= — глубина проникновения электромагнитного поля в металл;

40 — электрическая проводимость металла измерительного сосуда, составляет величину порядка 10, то малейшее появление жидкости внутри измеритель4> ного сосуда 1 приводит практически к исчезновению тока в приемной петле 14. Командный прибор одновременно с началом заполнения замыкает реле 13, соединяя второй вибратор 12 с генератором СВЧ. При этом измерительный сосуд является объемным резонатором с электромагнитным колебанием типа Epics, где l= 1, 2, 3... На фиг. 3 показана структура поля этого колебания при l=2.

Резонансная частота fE. выбирается равной частоте генератора 5 СВЧ при заполнен55 ном измерительном сосуде, т. е.

2 0 ) 1 (9) 4

2л- е ð, с, где aha gab — абсолютные диэлектрическая и магнитная проницаемость воздуха; а — радиус измерительного сосу5 да 1.

Эта частота выбирается равной f- — частоте генератора СВЧ, т. е.

f Eoio=f г (2)

Таким образом, при отсутствии жидкости измерительный сосуд как резонатор настроен с генератором в резонанс. При резонансе в приемной петле 14 наводится СВЧ ток большой амплитуды. Этот ток поступает на вход командного прибора 15, который выполняет следующие функции: детекторует

СВЧ ток, включает или отключает коаксиальное реле 13, управляет работой исполнительного механизма трехходового клапана 7 и времяизмерительного устройства 17.

Командный прибор 15 воздействует на исполнительный механизм 16 трехходового

20 клапана 7, соединяя полость измерительного сосуда с линией 11 вакуума. Под действием возникшего перепада давлений жидкость через капилляр 2 начинает заполнять измерительный сосуд 1. Одновременно с этим командный прибор замыкает реле 13, подключая к генератору 5 СВЧ второй вибратор 12. Времяизмерительное устройство 17 при этом отключено.

С началом заполнения измерительного сосуда 1 контролируемой жидкостью 3 нарушается условие (2). Так как в этом случае добротность QE-„-, рассчитываемая по формуле

14!3485

3 где вам, pàæ — абсолютные диэлектрическая и магнитная проницаемости измеряемой жидкости.

При достижении жидкостью заданного уровня, определяющего дозу контролируемой жидкости, в измерительном сосуде возникает резкий резонанс на собственной частоте колебаний типа Eoir, равной частоте f:

fEo o .=fr. (5)

Ток в приемной петле резко возрастает, так как система имеет высокую добротность порядка 104, определяемую выражением

1 а-с ео е 5 (2а+с) (6)

Ток высокой частоты поступает на вход командного устройства 15, который при этом сигнале включает устройство 17 для измерения времени, переключает трехходовой клапан 7 в положение, при котором полость измерительного сосуда соединяется с линией 9 сжатого воздуха, а также воздействует на реле 13, отключая второй вибратор 12 от генератора 5 СВЧ.

Под действием поступившего в измерительный сосуд 1 давления P сжатого воздуха жидкость вытекает через капилляр 2. Начинается процесс измерения контролируемой величины. По времени истечения t постоянного объема V жидкости, прошедшей через капилляр под действием постоянного давления, определяют вязкость ц жидкости по формуле Пуазейля

128V. 6

7лр (7) где h, d — длина и диаметр капилляра 2;

AP — перепад давлений на капилляре при его опорожнении.

После окончания измерения, т. е. когда вытечет полностью доза контролируемой жидкости из измерительного сосуда 1 по капилляру 2, в измерительном сосуде возникает резонанс колебания E. При этом ток в приемной петле резко возрастает, командный прибор отключает времяизмерительное устройство 17. Время истечения фиксируется вторичным прибором 18.

В измерительный сосуд вновь подается разрежение, и работа вискозиметра в дальнейшем осуществляется аналогично описанному.

В процессе работы вискоз«1»тра ВЧ гок в петле 14 практически равен нулю iip«всех возможных значениях уровня ж«дкости в измерительном сосуде, кроме верхнегo « нижнего уровней, определяю1ц«x дозу к01пролируемой жидкости вне зав14»«мост«от структуры поля колебаний Eoio или Eoi .

Из условия равенства резонансны.. частот колебаний типа Eoio при пустом изм»ритсльном сосУде и колебаний типа Eoir «Р«за«олненном сосуде можно определить рабочую частоту генератора

fo=fLolo=fooi =ft o;o (8)

Использование предлагаемого вискоз«метра обеспечивает повышение точности за счет повышения точности доз«рования.

Предлагаемый вискозиметр может быть использован в пожаровзрывоопасных производствах, так как камера с пр«» I»o-возбуждающим устройством пол«остьк1 «золиров;на от жидкости и окружающей среды, а м1чц20 ность поля в объемном резонаторе «» .ip»вышает 2 мкВт/см, что дает возмсж«о»ть измерения пожаро- и взрывоопа»11ых сред.

Бесконтактность процесса измерен«11. т. е. отсутствие поплавка в жидкости, повыm3eT H23eH4H0cTb измеРите, II 11010 УстР0йствп.

Формула изобретения

Вискозиметр, содержа«««й «змср«т»,i« ный сосуд с капилляром, доз11рую«ц»

3(ройство в виде газоподводящей л«««« тр»хходовым клапаном, командный пр«бор, меритель времени истечения ж«,,ко»г« с Н!0ричным прибором, отличаюи;;и1!ся т»м. что с целью повь!шения то««ост««зм»!1»..«;:, дозирующее устройство до«оп«1 г»,1ьно вк.1гзчает в себя генератор СВ1-!, первый «НТОр0!.!

BH6PBTOPbl, ПРИЕМ« 1 10 IIEET I IOo КоаКС«а;IloHO» реле, причем первый вибратор вы "ол«»п в виде полой металлической;"рубя«, »0»д«ненной с одним из входов тр»хходо«01.0 клапана и генератором СВЧ и через коан»«альное реле — с вторым н«братаром, вход "«равления коаксиального реле подклктч». к выходу командного «р«оора, к у«равляющему входу трехходового клапа«а «к вход измерителя времени, а вход командного нр.4 бора соединен с приемной петлей в«бра" р и приемная петля Отд», 1»н1з1 0 i ж«дко» 1 . и от стенки измеригельн01.0»о да д:1эл»1»грическими вставками.

1413485

empuvec ue адье лоноа

УиПУР 7 77ОПЯ

800нУУ Egfо про ихние

ФЕЕ Лииы/ дКЛУР 7 r10tW баной 01е 77ра

Составитель В. Крутнн

Редактор Е. Конча Техред И. Верес Корреьгор О. Кравнон,.

Заказ 3775/45 Тираж 847 11одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР Ilo делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Pai шская наю., . 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, i.л. 11росктная, 4