Пристрій для вимірювання в’язкості рідини

Пристрій для вимірювання в'язкості рідини, що містить вібратор, збуджувач коливань і вимірювач, який відрізняється тим, що збуджувач виконаний у вигляді п'єзоелемента з двома системами електродів, до однієї з яких підключений генератор електричних імпульсів, а до другої -лічильник, крім того пристрій обладнаний порожнім східчастим ультразвуковим концентратором, прикріпленим до п'єзоелемента 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, с 86, рис 18, а также Маляров Г Л "Тр Весе 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 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 Л "Тр Весе 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, збудник 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 СРСР №427269, G 01 N 11/00, Б И №17, 1974) Вказаний пристрій найбільш близький по технічній сутності до пристрою, що заявляється, і обраний в якості прототипа Недоліком його с відома складність конструкції В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою для вимірювання в'язкості рідини шляхом використання в якості збуджувача п'єзоелемента з двома системами електродів, до однієї з яких підключений і оператор електричних імпульсів, а до другої - лічильник, крім того пристрій обладнаний порожнім східчастим ультразвуковим концентратором, прикріпленим до п'єзоелемента Це дозволяє підвищити точність вимірювання в'язкості рідини Запропонований пристрій містить вібратор, збуджувач коливань і вимірювач ВІДМІННІСТЬ запропонованого пристрою від прототипу полягає в тому, що збуджувач виконаний у вигляді п'єзоелемента з двома системами електродів, до однієї з яких підключений генератор електричних імпульсів, а до другої - лічильник, крім того пристрій обладнаний порожнім східчастим ультразвуковим концентратором, прикріпленим до п'єзоелемента Кожна з визначених ВІДМІННИХ ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного результату Технічним результатом даного винаходу є підвищення точності вимірювання в'язкості рідини Винахід пояснюється кресленням, де - на фіг показана структурна схема пристрою Запропонований пристрій містить генератор електричних коливань 1, дисковий п'єзоелемент 2 з електродами 3 і 4, ультразвуковий концентратор 5, рідина 6 і лічильник 7 Пристрій працює наступним чином Генератор імпульсів 1 підключається до вхідної системи електродів 3 і збуджує в п'єзоелементі ю со (О 61325 2 ВІЛЬНІ (затухаючи) коливання Затухання коливань залежить як від величини внутрішнього тертя R-I, в'язкості рідини R2, так і від ультразвукових утрат R3 у навколишнє середовище При безпосередньому контакті вібратора з рідиною, величина цих утрат велика і залежить від площі контакту, що приводить до зменшення точності вимірювань У запропонованому винаході вібратор безпосередньо не контактує з рідиною, втрати в повітря дуже малі, тому точність вимірювань може бути підвищена N = fcnfp In a, (1) R1 + R2 + R3 де f cn - частота проходження імпульсів, f_ - резонансна частота п'єзоелемента, L - еквівалентна індуктивність, R-I - втрати в п'єзоелементі, R2 - в'язкість рідини, R3 - ультразвукові втрати Лічильник 7 підключається до вихідної системи електродів 4 і підраховує число цих коливань, по КІЛЬКОСТІ яких можна судити про в'язкість Ультразвуковий концентратор 5 дозволяє збільшити амплітуду коливань і застосувати пристрій для дуже грузлих рідин Приклад конкретного застосування У конкретному випадку використовувався п'єзоелемент товщиною 5 мм із п'єзокераміки ЦТС-23 Східчастий концентратор був виготовлений зі сталі Х18Н10Т, з розмірами великий діаметр ЗО, менший 5 мм Висота СХІДЦІВ 15 мм Використовувався також генератор імпульсів Г567, частотомір (лічильник) 43-57 Вимірювалась в'язкість води, гліцерина і касторової олії Результати вимірювань приведені в таблиці 1 Таблиця 1 Результати вимірювань в'язкості рідини Назва дослідної рідини Вода Гліцерин Касторова олія Спосіб вимірювання В'язкість за відомим способом В'язкість за даним способу при 20°С, спз при 20°С, спз 1,005 1,006 1473 1471 1000 996 Експериментально встановлено, що саме таке виконання пристрою дозволяє підвищити точність вимірювань в'язкості рідини Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119