Устройство для непрерывного измерения физико-химических параметров жидких сред

347638

Союз Советокик

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

М. Кл. G 01п 11/16

Заявлено 10Х1!1.1971 (№ 1692350/26-25) с присоединением заявки Ме

Приоритет

Опубликовано 10.VIII.1972. Бюллетень М 24

lIàòà опубликования описания 24Х111.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 532.137(088,8) Автор изобретения

И. H. Коган

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЬ!ВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКИХ СРЕД

Изобретение относится к области контроля физико-химических параметров жидких сред.

Известно устройство, содержащее вибрационный датчик вязкости, чувствительный элемент которого расположен в проточном корпусе на расстоянии от его стенок, меньшем глубины проникновения вязкой волны, и амплитудную измерительную схему. Однако это устройство характеризуется ограниченным объемом поставляемой информации (обычно контролирует лишь один параметр— динамическую вязкость) и нелинейность шкалы, что сужает область его применения и затрудняет калибровку.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять непрерывный контроль динамической вязкости, плотности и кинематической вязкости жидкой среды, обеспечивая линейность шкал для всех трех параметров. Это достигается тем, что импеданс стенки корпуса более чем на порядок превышает импеданс жидкой среды, а также сочетанием в измерительной схеме блоков измерения сдвига частоты и коэффициента затухания, соединенных с датчиком и блоком деления.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вибрационный датчик

1, состоящий из вибратора 2, преобразователя т механических колебаний вибратора и прточного корпуса 4, блок 5 измерения коэффициента затухания, блок б измерения сдвига частоты, блок деления 7 и вторичный прибор

8. Вибратор 2 расположен внутри проточного корпуса 4 концентрично с ним, внешний и внутренний контуры поперечных сечений вибратора и корпуса геометрически подобны, расстояние между вибратором и корпусом не превышает глубины проникновения вязкой

10 волны (равной корню квадратному из удвоенного отношения кинематической вязкости к угловой частоте колебаний), а импеданс стенки корпуса (для поперечных волн — на частоте колебаний вибратора) более чем в

15 десять раз превышает импеданс жидкой среды.

Необходимое соотношение между импедансами получают, например, если толщина стенки более чем в семь раз превышает глу20 бину проникновения волны, умноженную на отношение плотностей жидкости и материала корпуса 4.

Контролируемая среда протекает через корпус 4, в котором сплошной или полый

25 вибратор 2 совершает свободные (продольные, крутильные или изгибные) колебания.

Преобразованный преобразователем т сигнал с датчика 1 одновременно поступает на вход блока 5 измерения коэффициента затухания

З0 и на вход блока 6 измерения сдвига частоты

347638

Составитель В. Вощанкин

Техред 3. Тараненко

Редактор И. Орлова

Корректор Г. Запорожец

Заказ 2643/18 Изд. № 1111 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-36, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Блок 5 формирует сигнал, пропорциональный коэффициенту затухания свободно колеблющегося вибратора 2, а блок б — сигнал, пропорциональный сдвигу частоты его свободных колебаний. Поскольку расстояние между вибратором 2 и корпусом 4 меньше глубины проникновения вязкой волны, а импеданс стенки корпуса 4 более чем на порядок превышает импеданс жидкой среды, амплитуда и фазы возникающей в жидкости около вибратора прямых и отраженных вязких волн таковы, что коэффициент затухания вибратора 2 прямо пропорционален динамической вязкости жидкости и не зависит от ее плотности, сдвиг частоты колебаний вибратора 2 прямо пропорционален плотности жидкости и не зависит от ее вязкости. Поэтому выходной сигнал блока 5 пропорционален динамической вязкости контролируемой среды, а выходной сигнал блока 6 — плотности контролируемой среды. Эти сигналы поступают на входы блока деления 7, формирующего сигнал, равный отношению выходного сигнала блока 5 к выходному сигналу блока б и, следовательно, пропорциональный кинематической вязкости жидкой среды. Выходные сигналы блока 5 измерения коэффициента затухания, блока б измерения сдвига частоты и блока 7 деления, пропорциональные соответственно динамической вязкости, плотности и кинематической вязкости контролируемой среды, подают на вторичный прибор 8.

Одновременный и независимый контроль указанных параметров увеличивает объем информации о состоянии контролируемого продукта, а линейность шкал обеспечивает возможность калибровки и использования устройства в системах автоматического регулирования.

Предмет изобретения

1. Устройство для непрерывного измерения физико-химических параметров жидких сред, например динамической вязкости, содержащее вибрационный датчик вязкости, чувствительный элемент которого расположен в проточном корпусе на расстоянии от его стенок, меньшем глубины проникновения вязкой

15 волны, и амплитудную измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью увеличения числа одновременно измеряемых параметров и обеспечения линейности их шкал, импеданс стенки корпуса для поперечных колебаний

20 более чем на порядок превышает импеданс жидкой среды, внутренний и внешний контуры поперечных сечений корпуса и вибратора, расположенных концентрично, геометрически подобны, а измерительная схема вы25 полнена в виде параллельно подключенных к датчику блоков измерения сдвига частоты и коэффициента затухания вибратора, выходы которых соединены со входами блока давления.

30 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина стенки корпуса более чем в семь раз превышает глубину проникновения вязкой волны, умноженную на отношение плотностей жидкости и материала корпуса.