Прилад для вимірювань в`язкості рідких речовин

Прилад для вимірювання в'язкості рідких речовин, який містить корпус, датчик в'язкості і контур збудження коливань датчика в'язкості, який містить спарений електромагніт, який відрізняється тим, що він додатково оснащений блоком керування, підсилювачем збудження, частотноколивальною ланкою, яка містить двоконсольний вал із жорстко закріпленим на торці однієї з його консолей конусом, пружини і вузли настроювання жорсткості динамічної системи, ємністю, фазоінвертором, індукційними датчиками, датчиком лінійних переміщень, постійними магнітами, частотоміром, реєстратором лінійних переміщень датчика в'язкості, джерелом живлення, системою підвищення тиску та системою доведення температури досліджуваної речовини до стандартної величини, в контур збудження коливань уведена додаткова пара електромагнітів, при цьому корпус виконаний сполученим з ємністю з утворенням герметичної порожнини, ємність виконана зв'язаною з системою підвищення тиску та системою доведення температури досліджуваної речовини до стандартної величини, частотно-коливальна ланка зв'язана з контуром збудження коливань U 2 UA 1 3 36890 4 вань, виконану у вигляді генератора частоти, що його консолей конусом, пружинами і вузлами назадає коливання [1]. строювання жорсткості динамічної системи, ємнісНедоліками відомого приладу для вимірювань тю, фазоінвертором, індукційними датчиками, датв'язкості рідких речовин є складність системи вичиком лінійних переміщень, постійними магнітами, мірювання амплітуди коливань зонда. При цьому частотоміром, реєстратором лінійних переміщень зміни амплітуди коливань зонда практично не віддатчика в'язкості, джерелом живлення, системою буваються, оскільки за допомогою відомої системи підвищення тиску та системою доведення темпезбудження коливань, виконаної у вигляді генераратури досліджуваної речовини до стандартної тора частоти, що задає коливання, збуджуються величини, в контур збудження коливань введена вимушені коливання зонда з частотою, що зададодаткова пара електромагнітів. Суть корисної ється. У зв'язку з цим неможливо встановити замоделі досягається також й тим, що корпус виколежність амплітуди коливань від в'язкості дослінано сполученим з ємністю з утворенням герметиджуваного середовища. Можлива для чної порожнини, ємність виконана зв'язаною з сисвимірювання зміна амплітуди коливань відбуватемою підвищення тиску та системою доведення ється тільки у середовищі з великими значеннями температури досліджуваної речовини до стандарв'язкості, наприклад у смолі, бетонній суміші, піску, тної величини, частотно-коливальна ланка зв'язафарбах. До того ж недоліками відомого приладу на з контуром збудження коливань через силопедля визначення в'язкості рідких речовин є й те, що редавальні феромагнітні пластини, жорстко і вимірювання параметрів проводять за різної темсиметрично закріплені на другій консолі вала у ператури досліджуваного середовища, а в'язкість площині його осі, постійні магніти та датчик лініййого визначають у лабораторних умовах за станних переміщень виконані жорстко закріпленими на дартної температури 20°С. Недооцінка температусилопередавальних феромагнітних пластинах, рного фактора буде призводити до накопичування виходи індукційних датчиків виконані сполученими похибок при вимірюванні фактичної величини в'язз електромагнітами послідовно через підсилювач кості з використанням зазначеного приладу. збудження коливань і фазоінвертор, вихід електНайбільш близьким технічним рішенням, обромагніта виконаний сполученим із частотоміром, раним за прототип, є прилад для вимірювання виходи датчика лінійних переміщень виконані спов'язкості рідких речовин, який містить корпус, датлученими з входами реєстратора лінійних перемічик в'язкості і контур збудження коливань датчика щень датчика в'язкості, виходи блока керування в'язкості, який містить спарений електромагніт [2]. виконані сполученими з входами частотоміра, реНедоліками відомого приладу для вимірюванєстратора лінійних переміщень, підсилювача збуня в'язкості рідких речовин, обраного за прототип, дження коливань, джерела живлення, системи є складність системи вимірювання амплітуди копідвищення тиску та системи доведення темпераливань датчика в'язкості. При цьому зміни амплітури досліджуваної речовини до стандартної ветуди коливань датчика в'язкості практично не відличини. Суть корисної моделі досягається й тим, буваються, оскільки за допомогою відомої системи що система підвищення тиску виконана такою, що збудження коливань, виконаної у вигляді генерамістить компресор, вихід якого виконаний сполутора частоти, що задає коливання, збуджуються ченим з герметичною порожниною приладу через вимушені коливання датчика в'язкості з частотою, редуктор та зворотний клапан за допомогою гнучщо задається. Це унеможливлює встановлення ких шлангів, та манометр, вхід якого виконаний залежності амплітуди коливань від в'язкості дослісполученим із зазначеною герметичною порожниджуваного середовища. Можлива для вимірюванною приладу, а система доведення температури ня зміна амплітуди коливань відбувається тільки у досліджуваної речовини до стандартної величини середовищі із значною в'язкістю, наприклад, у виконана такою, що містить додаткову ємність, яка смолі, бетонній суміші, піску, фарбах. До того ж виконана закріпленою на основній ємкості для недоліками відомого приладу вимірювання в'язкодосліджуваного матеріалу з утворенням герметичсті є й те, що вимірювання показників проводять за ної порожнини між своїми стінками, нагрівальний різної температури досліджуваного середовища, а елемент, термометр та насос із системою циркув'язкість його вимірюють в лабораторних умовах ляції, при цьому електричну частину насоса і вхід за стандартної температури 20°С. Недооцінка тенагрівального елемента виконано з'єднаними з мпературного фактора буде призводити до накоблоком керування та джерелом живлення, лом пичування похибок при вимірюванні фактичної живлення, система циркуляції виконана з'єднаною величини в'язкості. із зазначеною герметичною порожниною між стінВ основу корисної моделі поставлена задача ками основної та додаткової ємностей, а термошляхом підвищення чутливості приладу, що заявметр та нагрівальний елемент виконані розміщеляється, та урахування температурного фактора ними в основній ємкості. забезпечити підвищення достовірності вимірюванПорівняльний аналіз технічного рішення, що ня величини в'язкості досліджуваного середовища. заявляється, з прототипом дозволяє зробити виСуть корисної моделі в приладі для вимірюсновок, що прилад для вимірювання в'язкості рідвання в'язкості, який містить корпус, датчик в'язкоких речовин, що заявляється, відрізняється тим, сті і контур збудження коливань датчика в'язкості, що він додатково оснащений блоком керування, який містить спарений електромагніт, досягається підсилювачем збудження, частотно-коливальною тим, що він додатково оснащений блоком керуланкою, яка містить двоконсольний вал із жорстко вання, підсилювачем збудження коливань, частотзакріпленим на торці однієї з його консолей конуно-коливальною ланкою, яка містить двоконсольсом, пружини і вузли настроювання жорсткості ний вал з жорстко закріпленим на торці однієї з динамічної системи, ємністю, фазоінвертором, 5 36890 6 індукційними датчиками, датчиком лінійних переблок-схема приладу, на Фіг.9-10 наведені номоміщень, постійними магнітами, частотоміром, реграми, відповідно, залежності частоти власних єстратором лінійних переміщень датчика в'язкості, (авторезонансних) коливань І амплітуди А власних джерелом живлення, системою підвищення тиску коливань датчика в'язкості від в'язкості v досліта системою доведення температури досліджуваджуваного середовища та його температури t. ної речовини до стандартної величини, в контур Для пояснення суті корисної моделі наводитьзбудження коливань уведена додаткова пара елеся конструкція приладу для вимірювання в'язкості ктромагнітів, при цьому корпус виконаний сполурідких речовин, який містить, як варіант конструкченим з ємністю з утворенням герметичної порожтивного виконання (див. Фіг.1 та Фіг.5), ємність 1 нини, ємність виконана зв'язаною з системою для досліджуваного середовища 2, яка з'єднана підвищення тиску та системою доведення темпепевним чином з корпусом 3. На корпусі 3 виконане ратури досліджуваної речовина до стандартної вікно 4, на прозорій частині якого нанесена коорвеличини, частотно-коливальна ланка зв'язана з динатна сітка. Усередині корпусу 3 жорстко закріпконтуром збудження коливань через силопередалені електромагніти 5, які встановлені симетрично вальні феромагнітні пластини, жорстко і симетрипопарно співвісно. Зовні корпусу 3 розташовані чно закріплені на другій консолі вала у площині регулювальні гвинти 6 і 7. Гвинт 6 конструктивно його осі, постійні магніти та датчик лінійних перевиконаний зв'язаним з пристосуванням 8 для затяміщень виконані жорстко закріпленими на силопегування пружини 9, а гвинт 7 - з пристосуванням редавальних феромагнітних пластинах, ви ходи 10 для переміщення індукційних датчиків 11, жорсіндукційних датчиків виконані сполученими з електко закріплених на пристосуванні 10. Усередині тромагнітами послідовно через підсилювач збукорпусу 3 в підшипниках кочення 12 закріплений дження коливань і фазоінвертор, вихід електромадатчик в'язкості, який конструктивно являє собою гніту виконаний сполученим із частотоміром, вал 13 з конусом 14 на його вільному кінці, при виходи датчика лінійних переміщень виконані споцьому конус 14 встановлений своєю торцевою лученими з входами реєстратора лінійних переміплощиною перпендикулярно осі вала 13 (див. щень датчика в'язкості, виходи блока керування Фіг.4). На валу 13 жорстко закріплені силопередавиконані сполученими з входами частотоміра, ревальні феромагнітні пластини 15 і 16. Кожна з плаєстратора лінійних переміщень, підсилювача збустин 15 і 16 розташована в площині, що проходить дження коливань, джерела живлення, системи крізь вісь вала 13. Як варіант конструктивного випідвищення тиску та системи доведення темпераконання, пластини 15 і 16 можуть бути розміщені тури досліджуваної речовини до стандартної веяк в одній площині (див. Фіг.2-3), так і під кутом личини, система підвищення тиску виконана таодна до одної відносно осі вала 13. На пластини кою, що містить компресор, вихід якого виконаний 15 опираються пружини 9, а на пластинах 16 засполученим з герметичною порожниною приладу кріплені постійні магніти 17, при цьому пружини 9 через редуктор і зворотний клапан за допомогою опираються одним кінцем на пластини 15, а другнучких шлангів, та манометр, вхід якого виконагим - на пристосування 8 (див. Фіг.2-3). Пластини ний сполученим із зазначеною герметичною поро16 розміщено між електромагнітами 5. Корпус 3 жниною приладу, система доведення температури приладу кріпиться до ємкості 1 за допомогою замдосліджуваної речовини до стандартної величини ків 18. Внутрішні стінки ємності 1 і корпус 3 утвовиконана такою, що містить додаткову ємність, яка рюють герметичну порожнину 19. Система підвивиконана закріпленою на основній ємкості для щення тиску виконана такою, що містить досліджуваного матеріалу з утворенням герметичкомпресор 20, вихід якого виконаний сполученим з ної порожнини між своїми стінками, нагрівальний герметичною порожниною 19 приладу через редуелемент, термометр та насос із системою циркуктор 21 та зворотний клапан 22 за допомогою гнуляції, електрична частина насосу і вхід нагрівальчких шлангів 23. Герметична порожнина 19 виконого елемента виконані з'єднаними з блоком керунана сполученою з манометром 24 системи вання та джерелом живлення, система циркуляції підвищення тиску. Ви хід електромагнітів 5 виконавиконана зв'язаною із зазначеною герметичною ний сполученим з електронно-обчислювальним порожниною між стінками основної та додаткової частотоміром 25 (який реєструє частоту коливань). ємностей, а термометр та нагрівальний елемент Виходи індукційних датчиків 11 виконані сполучевиконані розміщеними в основній ємності. ними з електромагнітами 5 - послідовно через підТаким чином, прилад для вимірювання в'язкосилювач збудження коливань 26 і фазоінвертор 27 сті рідких речовин, що заявляється, відповідає (на Фіг.5 зв'язок з другим електромагнітом 5 не критерію "новизна". показано). Виходи блока керування 28 виконані Суть конструкції приладу для вимірювання в'ясполученими з входами приладу 25, який реєструє зкості рідких речовин пояснюється за допомогою частоту власних коливань, підсилювача збудження креслень, де на Фіг.1 наведено конструктивно26, компресора 20 і зворотного клапана 22 систекомпонувальну схему приладу з розтинами А-А і Бми підвищення тиску. Виходи джерела живлення Б для пояснення конструкції, на Фіг.2-3 надані 29 виконані сполученими з входами підсилювача конструктивно-компонувальні схеми приладу за збудження коливань 26, приладу 25, який реєструє розтинами, відповідно, А-А та Б-Б, на Фіг.4 показачастоту власних коливань, блока керування 28 та ний датчик в'язкості (як варіант конструктивного компресора 20 (див. Фіг.5 та Фіг.8). На координатвиконання), на Фіг.5 наведена конструктивна схеній сітці, що нанесена на прозорому матеріалі вікма приладу, на Фіг.6-7 наведені схеми роботи датна 4, виконана контрольна мітка 30 (див. Фіг.1), яка чика в'язкості, відповідно, у першому та другому визначає рівень заповнення ємкості 1 досліджуванапівперіодах його коливань, на Фіг.8 наведена ним матеріалом 2 (середовищем). Ємність 1 вико 7 36890 8 нують (як варіант конструкції) у вигляді циліндра із стандартної температури досліджуваного середозакритою нижньою частиною. Усередині основної вища 20 °С будують графік залежності частоти f ємкості 1 встановлюють термометр 31 та нагрівавласних коливань датчика в'язкості від в'язкості v льний елемент 32. Корпус ємкості 1 додатково матеріалу (речовини) 2 та температури t (див. оснащують ємністю 33, стінки якої встановлюють Фіг.9). Відповідно до графіка залежності f = f (v,t) на відстані від базової стінки ємкості 1. При цьому кожному із значень f частоти власних коливань конструктивно виконують порожнину 34, яка утводатчика в'язкості буде відповідати визначене знарюється базовою стінкою корпуса ємкості 1 і додачення v в'язкості матеріалу (речовини) 2. тковою стінкою ємкості 33, герметично закритою. Маючи тарувальний графік залежності частоти Для підведення у вн утрішню порожнину 34 охолоf власних коливань та амплітуди А власних колидженої або нагрітої речовини, наприклад, води, вань датчика в'язкості від в'язкості v матеріалу азоту, пари, на стінці додаткової ємкості 33 вста(речовини) 2 та температури t, приступають до новлюють патрубки 35 для підведення зазначеної досліджень з використанням приладу, за допомоохолодженої або нагрітої речовини (позиція 36). гою якого виконувались контрольні вимірювання Нагрівальний елемент 32 з'єднують з джерелом частоти f власних коливань і амплітуди А власних живлення 29 за допомогою електричного дроту 37 коливань датчика в'язкості. через блок керування 28. Для підведення у вн утПрилад для вимірювання в'язкості рідких рерішню порожнину 34 охолодженої або нагрітої речовин працює наступним чином. човини, наприклад, води, азоту, пари використоПеред початком досліджень заповнюють ємвують електричний насос 38, електрична система ність 1 досліджуваним матеріалом (рідкою речоякого виконана сполученою з джерелом живлення виною) 2 до визначеного рівня, при цьому рівень 29. Механічна система електричного насосу 38 досліджуваного середовища (матеріалу) 2 повивиконана сполученою з блоком керування 28. Патнен знаходитись у відповідності до контрольної рубки 35 для підведення зазначеної охолодженої мітки 30 (див. Фіг.1). Для заповнення ємкості 1 доабо нагрітої речовини (позиція 36), що виконані на сліджуваним матеріалом 2 відкривають замки 18, і зовнішній стінці додаткової ємкості 33, сполучені з корпус 3 разом з конструктивними елементами насосом 38 за допомогою трубопроводів 39. На піднімається. Відкрита ємність 1 заповнюється пластині 15 жорстко закріплений датчик 40 лінійтаким чином, щоб конус 14 був занурений у досліних переміщень, вихід якого виконаний сполучеджуване середовище 2 не менш ніж на 1/2 довжиним з входом реєстратора лінійних переміщень 41. ни вала 13 (що відповідає рівню, визначеному конІнші входи реєстратора лінійних переміщень 41 трольною міткою 30). Величина заповнення виконані сполученими з виходом блоку керування ємкості 1 контролюється за контрольною міткою 30 28 та джерела живлення 29. Датчик в'язкості та на координатній сітці, що нанесена на прозорий електровібратори (електромагніти) 5 включені у матеріал, який закриває вікно 4 (див. Фіг.1). частотно-вибіркову ланку системи збудження коПотім корпус 3 за допомогою замків 18 закріпливань, що реагують на зміну в'язкості середовилюється на ємкості 1. При цьому утворюється герща 2, в яке занурений датчик в'язкості (конус 14). метична порожнина 19. На корпусі 1 виконано патрубки 42 для підведення Після проведення зазначених технологічних стиснутого повітря від компресора 20 та для встаоперацій проводять вимірювання температури новлення манометра 24. досліджуваного середовища (матеріалу) 2, наприПопередньо проводять тарування приладу клад, за допомогою термометра 31. Якщо темпедля вимірювання в'язкості за еталонними значенратура досліджуваного матеріалу (рідкої речовинями величин в'язкості v середовища (речовини) 2, ни) 2 не відповідає стандартній (20°С), то її що отримані за допомогою інших відомих методів приводять у відповідність до стандартної темпераконтролю, наведених, наприклад, у [5]. Для цього тури t = 20°С. Наприклад, якщо температура додоводять температуру t досліджуваного середосліджуваного матеріалу (рідкої речовини) 2 менше вища до стандартної температури, яка дорівнює ніж 20°С, то за допомогою блоку керування 28 20°С, збуджують коливання датчика в'язкості з вмикають нагрівальний елемент 32, який зануревласною частотою f і приводять амплітуду А власний у досліджуваний матеріал (речовину) 2, що них коливань датчика в'язкості до відповідності з знаходиться в ємкості 1, і нагрівають досліджував'язкістю v матеріалу(речовини) 2 для кожного із ний матеріал 2 до відповідної температури t = численних досліджуваних матеріалів (речовин) 2. 20°С. Або для нагрівання досліджуваного матеріаЗа одержаними внаслідок контролю значеннями лу (рідкої речовини) 2 використовують метод проамплітуди А власних коливань і відомих величин пускання нагрітої речовини, наприклад, газу або в'язкості v матеріалу (речовини) 2 за стандартної води (позиція 36), крізь порожнину 34 між корпутемператури досліджуваного середовища 20°С сом ємкості 1 та додатковою зовнішньою стінкою будують графік залежності амплітуди А власних 33. Для цього використовують електричний насос коливань датчика в'язкості від в'язкості v матеріа38 (як варіант конструктивного виконання прилалу (речовини) 2 та температури t (див. Фіг.10). Відду). Вмикання насосу 38 здійснюється за допомогою блоку керування 28, який подає команду на повідно до графіка залежності А = f (n,t), кожному з'єднання електричного дроту 37 від джерела живіз значень А амплітуди власних коливань датчика лення 29 з двигуном насоса. При роботі насоса 38 в'язкості буде відповідати визначене значення v в'язкості матеріалу (речовини) 2. нагріта речовина 36 подається трубопроводом 39 крізь патрубок 35 до внутрішньої порожнини 34 між Аналогічно за одержаними внаслідок контрокорпусом ємкості 1 та додатковою зовнішньою лю значеннями частоти f власних коливань і відостінкою 33, а із зазначеної порожнини 34 під тисмих величин в'язкості v матеріалу (речовини) 2 за 9 36890 10 ком виштовхується до магістралі зливу. Циркуляротний клапан 22 подається гнучкими шлангами ція нагрітої речовини 36 призводить до нагрівання 23 у герметичну порожнину 19 приладу через патдосліджуваного середовища 2 до температури, рубок 42. Тиск Р повітря у герметичній порожнині яка задається нормативними параметрами, а саме 19 контролюється за допомогою манометра 24 до стандартної температури t = 20°С. Якщо тем(який підключено до корпусу 1 за допомогою патпература досліджуваного матеріалу (рідкої речорубка 42). При досягненні тиску Р повітря у порожвини) 2 більше ніж 20°С, то для охолодження донині 19 визначеної величини (яка задається технісліджуваного матеріалу (рідкої речовини) 2 чними характеристиками приладу) компресор 20 використовують метод пропускання холодної ревимикається, а зворотний клапан 22 утримує тиск човини, наприклад, газу, азоту або води (позиція Р повітря визначеної величини у герметичній по36), крізь порожнину 34 між корпусом ємкості 1 та рожнині 19 приладу. додатковою зовнішньою стінкою 33 (як показано При включенні приладу в роботу за допомогою вище). У цьому разі при роботі насоса 38 охолоблоку керування 28 в індукційному датчику 11, джувальна речовина 36 подається трубопроводом який знаходиться в магнітному полі постійного 39 крізь патрубок 35 до внутрішньої порожнини 34 магніту 17, відпрацьовується сигнал у вигляді елеміж корпусом ємкості 1 та додатковою зовнішньою ктрорушійної сили (ЕРС) індукції. При цьому індукстінкою 33, а із зазначеної порожнини 34 під тисційні датчики 11 і постійні магніти 17 встановлені ком виштовхується до магістралі зливу. Циркулятак, що ЕРС відпрацьовується тільки в одному з ція охолоджувальної речовини 36 призводить до датчиків 11. Сигнал з цього датчика 11 через фаохолодження досліджуваного середовища 2 до зоінвертор 27 подається на підсилювач збудження температури, яка задається нормативними параколивань 26, де здійснюється його підсилювання, і метрами, а саме до стандартної температури t = далі, за допомогою фазоінвертора 27, на діагона20°С. льно-протилежні магніти 5 (див. Фіг.5, Фіг.6 та Насос 38 може, як варіант конструктивного виФіг.7). Електромагніти 5 (до яких підведений підконання, працювати в автоматичному режимі, підсилений сигнал) починають діяти на силопередатримуючи температуру досліджуваного середовивальну феромагнітну пластину 15 парою сил F ща 2 у відповідності до температури, яка відносно осі обертання вала 13. При цьому вал 13 задається нормативними параметрами, а саме до буде повертатися у підшипниках кочення 12 у настандартної температури t = 20°С. прямку моменту М, створеного парою сил F від Водночас з приведенням досліджуваного маелектромагнітів 5 (див. Фіг.6). Діагональне протитеріалу 2 у відповідність до стандартної темпералежні (відносно працюючих електромагнітів 5) тури 20°С, виходи індукційних датчиків 11 і електпружини 9 почнуть стискуватися, накопичуючи ровібраторів 5 приладу з'єднують електричними енергію. При досягненні положення рівноваги, при дротами 37 з входами, відповідно, підсилювача якому сила від електромагнітів 5 буде дорівнювати збудження коливань 26 і частотоміра 25. Виходи силі затягування пружини 9, сигнал на працюючопідсилювача збудження коливань 26 і частотоміра му індукційному датчику 11 буде дорівнювати "ну25 з'єднують електричним дротом 37 з входом лю", а тому й "н улю" на електромагнітах 5. Не джерела живлення 29 (див. Фіг.5 та Фіг.8). Провоотримуючи протидії з боку електромагнітів 5 (задідять перевірку відповідності температури досліяних у перший період коливань -див. Фіг.6), пруджуваного матеріалу 2 до стандартної температужини 9 почнуть розтискуватися, намагаючись пори 20°С (за допомогою термометра 31) та вернутися до положення рівноваги. Вал 13 з занурення робочого органа (диска 14) у досліджуконусом 14 почне повертатися у зворотний бік. У ваний матеріал (середовище) 2. Конус 14 датчика другий період коливань у роботу вступає інший в'язкості повинен бути цілком зануреним у згадаіндукційний датчик 11, сигнал з якого, після підсиний досліджуваний матеріал 2 (див. Фіг.1). лення у підсилювачі збудження коливань 26, буде При відповідності досліджуваного матеріалу 2 надходити за допомогою фазоінвертора 27 на два вищезазначеним вимогам щодо температури (t = інших діагональне протилежні електромагніти 5, 20°С) та зануренні конуса 14 датчика в'язкості у які впливають парою сил F (іншого знаку) на силодосліджуваний матеріал 2 вмикають джерело жипередавальну феромагнітну пластину 15, при влення 29 і подають живлення на підсилювач збуцьому вони будуть надавати їй безконтактне додадження коливань 26 і прилади 25 і 41, які реєструтковий рух у зворотний бік відносно першого нають частоту власних (авторезонансних) коливань і півперіоду коливань (див. Фіг.7). При цьому на амплітуду коливань (величину лінійних переміаналогічний кут a буде повертатися і вал 13 з жорщень) датчика в'язкості. стко закріпленим на ньому конусом 14. При підключенні джерела живлення 29 до підТаким чином, виникають механічні коливання силювача збудження коливань 26, приладів 25 та системи "вал - конус -пружини", що не затухають з 41, а блоку керування 28 до входів частотоміра 25, часом, і синфазні з ними електричні коливання в реєстратора 41 лінійних переміщень датчика в'язсистемі "датчик - підсилювач збудження коливань кості, підсилювача збудження коливань 26, джереелектромагніти", частота яких точно дорівнює часла живлення 29, компресора 20, зворотного клатоті власних коливань системи "вал з конусом пана 22 системи підвищенню тиску, а також досліджуване середовище". насоса 38, прилад для вимірювання в'язкості готоВимірювання частоти f власних коливань здійвий до роботи. снюється за допомогою приладу 25, а саме, елекЗа допомогою блоку керування 28 вмикається тронно-обчислювального частотоміра, який реєсткомпресор 20, і стиснуте повітря Pк від зазначенорує частоту коливань, сигнал на який надходить з го компресора 20 через регулятор тиску 21 і звоелектромагніту 5. 11 36890 12 Вимірювання амплітуди А власних коливань n, отримують величину фактичної в'язкості n 1 доздійснюється за допомогою приладу 41, який ресліджуваного матеріалу (див. номограму на Фіг.9). єструє амплітуду коливань, сигнал на який надхоЗа допомогою приладу 41 (реєстратора лінійдить з датчика 40 лінійних переміщень (див. Фіг.5). них переміщень датчика в'язкості) визначають Залежно від в'язкості та щільності досліджувафактичну амплітуду А1 власних коливань датчика ного середовища 2, тертя між конусом 14, який в'язкості, що буде відповідати фактичному значензанурено у досліджуване середовище 2, і середоню в'язкості Vi досліджуваного матеріалу (рідкої вищем буде різним. Наскільки середовище 2 буде речовини) 2. Для цього на графіку залежності А = f близьким до рідкого становища, настільки сила (n, t) на осі А вибирають фактичне значення амплітертя між ними буде меншою, а частота власних туди А1 власних коливань, проводять перпендикукрутильних коливань f І амплітуда А - більшими. І ляр до перетину з графіком t (на Фіг.10 - зазначено навпаки, у досліджуваному середовищі більшої t1, t2, t3 та t 4) відповідно до температури t1 (як прищільності сили зчеплення середовища 2 і конуса клад), переходять паралельно базовій осі до гра14 можуть бути настільки значними, що при певній фіка зміни в'язкості n і, опускаючи перпендикуляр з (початковій) жорсткості динамічної системи, зусиль точки перетину зазначеного графіка на вісь n, від електромагнітів 5 не вистачить, щоб їх подолаотримують величину фактичної в'язкості n 1 досліти. У цьому випадку, за допомогою регулювальноджуваного матеріалу (див. номограму на Фіг.10). го гвинта 7 індукційний датчик 11, жорстко закріпОтримане значення в'язкості n 1 буде відповідати лений на пристосуванні 10, переміщується у бік фактичній в'язкості n 1 досліджуваного матеріалу постійного магніту 17. Зменшення зазору між дат(рідкої речовини) 2 (див. Фіг.10). чиком 11 і постійним магнітом 17 призводить до Для спрощення операції визначення фактичтого, що збільшується величина сигналу, що вироної величини в'язкості n частотомір 25, який реєстбляється датчиком 11, у вигляді ЕРС індукції і, як рує частоту f власних (авторезонансних) коливань, наслідок, збільшується потужність сигналу, який і реєстратор лінійних переміщень датчика в'язкоснадходить від підсилювача збудження коливань 26 ті, який реєструє амплітуду А коливань, можуть на електромагніти 5. Одночасно, шляхом стисненбути відградуйованими за показниками в'язкості. ня за допомогою гвинтів 6 пружин 9, здійснюють Після проведення досліджень за допомогою деяке збільшення частоти обертання вала 13 і, як блоку керування 28 подають команду на зворотнаслідок, зменшення амплітуди коливань (кута ний клапан 22, який зменшує тиск повітря у пороповороту a - див. Фіг.6 та Фіг.7) зазначеного вала жнині 19 до атмосферного (див. Фіг.5). При цьому 13 з конусом 14. Зменшення кута повороту a вала паралельно подають команду на прилади 25 і 41, 13 з конусом 14 буде сприяти зменшенню сили підсилювач збудження коливань 26, джерело живтертя між середовищем 2 і конусом 14 та підвилення 29, насос 38 та компресор 20, які вимикають щенню чутливості частотно-вибіркової ланки. з роботи. При виконанні контрольного вимірювання поПісля того, коли тиск повітря з порожнини 19 казників в'язкості досліджуваного матеріалу 2, буде зменшено, відкривають замки 18, знімають з якими можуть бути, наприклад, фарба, нафта, ємкості 1 корпус 3, а досліджуване середовище 2 бензин, гас, спирт та інші речовини, вимірюють зливають із зазначеної ємкості 1. частоту f авторезонансних (власних) коливань На цьому процес дослідження закінчується. частотно-вибіркової ланки. Тертя між конусом 14 Використання як показника в'язкості досліджута досліджуваним матеріалом 2 призведе до виниваної речовини частоти власних (авторезонанскнення дисипативних сил тертя і, як наслідок, до них) коливань та амплітуди власних коливань дозменшення частоти f авторезонансних коливань зволить підвищити точність вимірювання в'язкості системи "вал з диском - досліджуване середовидосліджуваного середовища, розширити функціоще". Знаючи виміряні раніше еталонні частоти нальні можливості пристрою шляхом вимірювання коливань f частотно-вибіркової ланки в ємкості з в'язкості не тільки рідких середовищ, але й середосліджуваним матеріалом 2, показники в'язкості довищ, які мають більшу в'язкість та щільність. якого перевірені іншими методами контролю [4], і Використання приладу, який пропонується, можпорівнюючи їх з показниками реєстраційних приливе не тільки у виробничих умовах, але й у ладів 25 та 41 при контрольному вимірюванні, польових. Зазначений прилад також може бути отримують за номограмою залежності частоти розташованим у конструкції баків для зберігання авторезонансних коливань f системи "вал з конурізноманітних речовин, наприклад, у баках для сом - ємність - досліджуваний матеріал" від в'язкопального літальних апаратів, в ємкостях для зберісті v досліджуваного матеріалу та температури t гання пального на автозаправних станціях, в ємконавколишнього середовища, величину в'язкості v стях для перевезення фарби, молока та ін. Контдосліджуваного матеріалу (див. номограму на роль за вимірюванням фізико-хімічних Фіг.9). Наприклад, при контрольному вимірюванні властивостей вищезазначених речовин у цьому в'язкості n досліджуваного матеріалу була отривипадку може вестись дистанційно, в автоматичмана частота авторезонансних коливань f1 Згідно з ному режимі. номограмою на осі f знаходять величину f1, провоПідвищення ефективності застосування придять перпендикуляр до графіка t (на Фіг.9 - зазналаду для вимірювання в'язкості рідких речовин, що чено t1, t2, t3 та t4) відповідно до температури t1 (як заявляється, у порівнянні з прототипом, досягаприклад), переходять паралельно базовій осі до ється за рахунок підвищення точності визначення графіка зміни в'язкості n і, опускаючи перпендикучастоти і амплітуди коливань чутливого елемента, ляр з точки перетину зазначеного графіка на вісь зануреного у досліджуване середовище, а саме за 13 36890 14 рахунок використання авторезонансних режимів що збільшує сили тертя між чутливим елементом коливань динамічної системи, які найбільш точно датчика в'язкості (конусом) і досліджуваним серевідображають зміну впливу величини в'язкості на довищем. згадану динамічну систему. У приладі вимірюванДжерела інформації ня в'язкості, що заявляється, використовується 1. А. с. СРСР №717625,1980р., МПКООШІ 1/16 коливальна система самоналагоджувального типу, - аналог. динамічні характеристики якої залежать тільки від 2. А. с. СРСР №238875, 1966р., МПКООШІ жорсткості вмонтованих пружних елементів (пру1/16 - аналог. жин) і від реологічних характеристик досліджува3. А. с. СРСР №789704,1980р., МПКООІ ного середовища, зокрема, від в'язкості. ПідвиN11/16-прототип. щення ефективності застосування приладу 4. Н. Й. Орел, Э. В. Губачек, Б. Й. Березин, В. вимірювання в'язкості рідких речовин досягається М. Водолазская «Справочник технологатакож й тим, що при проведенні контрольних виміполиграфиста», часть 5, Печатные краски, М., рювань в'язкості температуру доводять до станда«Книга», 1988г., стр. 188 - 202, §4.3 «Реологичесртної, за якою визначають фактичну в'язкість докие свойства красок для издательских целей». сліджуваного середовища під відповідним тиском, 15 36890 16 17 36890 18 19 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 36890 Підписне 20 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601