Пристрій для вимірювання в’язкості рідини

Пристрій для вимірювання в'язкості рідини, що містить вібратор, збуджувач коливань і вимірювач, який відрізняється тим, що як вібратора використовується дисковий п'єзоелемент зі східчастим концентратором ультразвукових коливань і двома системами електродів, одна з яких підключається до генератора електричних коливань, а друга - до лічильника електричних коливань Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використаний для вимірювання в'язкості рідини Відомий пристрій для вимірювання в'язкості рідини, що містить посудину, що містить калібровану дозу рідини, калібрований капіляр, посудину для зливу рідини і вимірювач часу (див Кульман А Г Физическая и коллоидная химия М Пищепромиздат, 1963-С86, рис 18, а также Маляров Г А "Тр Всес н-и Института метрологии", 1959, вып37(97), с 125) Недоліком цього пристрою є його складність і неможливість автоматизації вимірювань Відомий пристрій для вимірювання в'язкості рідини, що містить посудину з досліджуваною рідиною, калібровану тверду кульку, вимірювач часу (див Кульман А Г Физическая и коллоидная химия М Пищепромиздат, 1963, с 86, рис 18, а также Маляров Г А "Тр Всес н -и Института метрологии", 1959, вып 37 (97), с 125) Недоліком цього пристрою є його складність і неможливість автоматизації вимірювань Відомий пристрій для вимірювання в'язкості рідини, що містить вібратор, збуджувач коливань і вимірювач, причому вібратор виконаний у вигляді порожнього циліндра, закріпленого по торцях і здійснюючого крутильні коливання, збуджувач виконаний у вигляді електромагніта, що сприймає коливання (див А с СССР № 427269, G 01 N 11/00, Б Й №17, 1974) Вказаний пристрій найбільш близький по технічній сутності до пристрою, що заявляється, і вибраний в якості прототипа Недоліком його є відома складність конструк ції В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою для вимірювання в'язкості рідини шляхом використання як, вібратор дискового п'єзоелемента зі східчастим концентратором ультразвукових коливань і двох систем електродів, одна з яких підключається до генератора електричних коливань, а друга - до лічильника електричних коливань Це дозволяє спростити процедуру вимірювання Запропонований пристрій містить вібратор, збуджувач коливань і вимірювач ВІДМІННІСТЬ запропонованого пристрою від прототипу полягає в тому, що в якості вібратора використовується дисковий п'єзоелемент зі східчастим концентратором ультразвукових коливань і з двома системами електродів, одна з яких підключається до генератора електричних коливань, а друга - до лічильника електричних коливань Кожна з вказаних ВІДМІННИХ ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного результату Технічним результатом даного винаходу є спрощення процедури вимірювання Експериментальне встановлено, що саме таке виконання пристрою дозволяє спростити процедуру вимірювання Винахід пояснюється кресленням, де - на фіг показана структурна схема пристрою Запропонований пристрій містить генератор електричних коливань 1, вібратор у вигляді дискового п'єзоелемента 2 зі східчастим концентратором 3 і з вхідною 4 і вихідною 5 системами елект 00 00 00 (О ю родів, лічильник 6, посудину 7 з рідиною 8 Пристрій працює наступним чином Генератор імпульсів 1 підключається до вхідної системи електродів 4 і збуджує в дисковому п'єзоелементі 2 ВІЛЬНІ (затухаючи) коливання Затухання цих коливань залежить як від втрат у самому п'єзоелементі, так і від в'язкого тертя (в'язкості) рідини При незмінній величині внутрішнього тертя п'єзокераміки (R-i) (див В М Шарапов и др О влиянии давления на внутренне трение пьезокерамики ЦТС, Известия ВУЗов СССР - Физика, 1976, № 9) затухання, а отже, число вільних коливань залежить від втрат R2 у рідині, тобто в'язкості к, х х 2L , N = fCJ1fp—Ina, R2 +R1 56888 ЦТС-23 Східчастий концентратор був виготовлений зі сталі Х18Н10Т, з розмірами великий діаметр ЗО, менший 5мм Висота СХІДЦІВ 15ММ Використовувався також генератор імпульсів Г5-67, частотомір (лічильник) 43 - 57 Вимірялася в'язкість ВОДИ, гліцерину і касторової олії Результати вимірювань приведені в таблиці 1 Таблиця 1 Результати вимірювань в'язкості рідини Спосіб вимірювання В'язкість за за- В'язкість за Назва досліджупропонованим відомим спованої рідини способом при собом при 20°С, его 20°С,спз Вода 0,991 1 005 Гліцерин 1486 1499 Касторова олія 1004 1000 (1) де fcn - частота проходження імпульсів, fp - резонансна частота п'єзоелемента, L - еквівалентна індуктивність Лічильник б підключається до вихідної системи електродів 5 і підраховує число цих коливань, по КІЛЬКОСТІ яких можна судити про в'язкість Ультразвуковий концентратор 3 дозволяє збільшити амплітуду коливань і застосувати пристрій для дуже грузлих рідин Досліджувана рідина наливається в посудину 7 Приклад конкретного застосування У конкретному випадку використовувався п'єзоелемент 030 і товщиною 5мм із пьезокерамики 4 Як видно з таблиці, запропонований пристрій дозволяє вимірювати в'язкість рідин з достатньою точністю І спростити процедуру вимірювання Крім того, використання східчастого ультразвукового концентратора полегшує процедуру вимірювання грузлих рідин (наприклад, гліцерин і т п) завдяки тому, що концентратор створює велику амплітуду механічних коливань s* \ 5 6 1 2 3 - ~ ГУ -~ -ч 8 7 Фіг. Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24