Устройство для измерения вязкости и плотности жидкостей

354327

О Г1 И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

R АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 18.11.1971 (Ме 1629569/26-25) М. Кл. Ст 01п 11/16 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 09.Х.1972. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 27.Х.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 532.137(088.8) Автор изобретения

И. Н. Коган

3 аявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

И ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к области автоматического контроля физико-химических параметров жидких продуктов.

Известно устройство, содержащее вибрационный датчик вязкости с полым вибратором и измерительную схему.

Цель изобретения — увеличение числа од,— новременно контролируемых параметров и обеспечение линейности их шкал.

Это достигается тем, что вибратор выполнен таким образом, что две стороны его поперечного сечения, каждая длиной ые менее 0,9 полупериметра сечения, параллельны, а расстояние между ними меньше, чемP 8 i/а, где v— вязкость жидкости, со — угловая частота колебаний вибратора.

На чертеже показана схема устройства.

Устройстзо содержит вибрационный датчик

1, состоящий из вибратора 2 и преобразователя 8 его механических колебаний в электрические или пневматические, блок 4 измерения добротности, блок 5 измерения сдвига частоты, блоки б и 7 умножения, а также вторичный прибор 8 (самописец или регулятор).

Полость вибратора 2 выполнена так, что ее поперечное сечение имеет вид прямоугольника или кольца (не обязательно кругового), ширина которого меньше удвоенной «глубины проникновения» вязкой волны (равной корню квадратному из удвоенного отношения кинематической вязкости исследуемой жидкости к угловой частоте колебаний вибратора) при наименьшей вязкости продукта, а длина бо5 лее чем на порядок превышает «глубину проникновения» волны при наибольшей вязкости продукта. Две плоские или криволинейные внутренние поверхности полости вибратора параллельны и вызывают в заполняющей ее

10 жидкости сдвиговое колебательное движение, вносящее основной вклад в сигнал датчика 1, Контролируемый жидкий продукт дискретно или непрерывно (поточный вариант) заполняет полость вибратора 2, совершающего сво15 бодные- или автоколебания (продольные, кру тильные или изгибные), Преобразованный преобразователем 8 сигнал с датчика 1 поступает на вход блока 4 измерения добротности и одновременно на вход блока 5 измерения сдви20 га частоты. Блок 4 формирует сигнал, пропорциональный добротности вибратора 2, а блок

5 — сигнал, пропорциональный сдвигу частоты его свободных- или автоколебаний. Поскольку полость вибратора симметрична, а

25 расстояние между ее параллельными внутренними повеpxHocTslìè не превышает двойной

«глубпны проникновения» вязкой волны, амплитуды и фазы возникающих в заполняющей полость жидкости прямых и отраженных вяз30 ких волн таковы, что добротность вибратора

354327

Составитель Л. Маловичко

Техред T. Курилко

Редактор И. Грузова

Корректор T. Бабакина

Заказ 359 9у 14 Изд. Ко 14В7 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мпнисгроз СССР

Москва, Ж-З5, Раун:ская наб., д. 4I5

Типография, пр. Сапунова, " прямо пропорциональна динамической вязкости жидкости и обратно пропорциональна квадрату ее плотности, а сдвиг частоты колебаний вибратора прямо пропорционален плотности жидкости и не зависит от ее вязкости.

Поэтому выходной сигнал блока 4 пропорционален отношению динамической вязкости контролируемого продукта к квадрату его плотности, а выходной сигнал блока 5 — плотности контролируемого продукта.

Эти сигналы подаются на входы б блока умножения, формирующего выходной сигнал, равный произведению поступающих на него сигналов и, следовательно, пропорциональный кинематгической вязкости продукта. Выходные сигналы блока б умножения и блока 5 измерения сдвига частоты проходят на блок 7 умножения, выходной сигнал которого равен их произведению и, следовательно, пропорционален динамической вязкости среды. Выходные сигналы блока измерения сдвига частоты и блоков умножения, пропорциональные соответственно плотности, кинематической и динамической вязкости контролируемого продукта, поступают на вторичный прибор 8. При этом для всех трех параметров соблюдается линейность шкал, Толщина стенки вибратора произвольна, т, е. определяется лишь особенностями технологического процесса.

В отдельных случаях, применительно к крутильно колеблющемуся вибратору, может оказаться удобной дискообр азная полость (глубина которой меньше «глубины проникнове5 ния» вязкой волны), соосная с вибратором и выполненная в его торце.

Предмет изобретения

Устройство для измерения вязкости и плотности жидкостей, содержащее вибрационный датчик вязкости с полым вибратором и измерительную схему, отличающееся тем, что, с

15 целью увеличения числа одновременно контролируемых параметров и обеспечения линейности их шкал, вибратор выполнен таким образом, что две стороны его поперечного сечения, каждая длиной не менее 0,9 полупериметра сечения, параллельны, причем расстояние между ними меньше, нею) 8 /щ где v— вязкость жидкости, о1 — угловая частота колебаний вибратора, а измерительная схема выполнена в виде параллельно подключенных к

25 датчику блоков измерения сдвига частоты и добротности вибратора, выходы которых соединены с входами блока умножения, соединенного в свою очередь с другим блоком умножения, второй вход которого подключен к выхо30 ду блока измерения сдвига частоты.