Пристрій для вимірювання в’язкості рідини

Пристрій для вимірювання в'язкості рідини, що містить вібратор, збуджувач коливань і вимірювач, який відрізняється тим, що вібратор виконаний у вигляді асиметричного біморфного елемента, що складається з металевої пластини та дискового п'єзоелемента, причому п'єзоелемент біморфного елемента має дві системи електродів, одна з яких підключається до генератора електричних коливань, а друга - до лічильника електричних коливань, крім того пристрій обладнаний робочим інструментом у вигляді правильної трикутної піраміди, наприклад тетраедра, прикріпленого до металевої пластини біморфного елемента, а тяга закріплена в центрі основи піраміди 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 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 посудину з досліджуваною рідиною, калібровану тверду кульку, вимірювач часу (див Кульман Л Г Физическая и коллоидная химия М Пищепромиздат, 1963, с 86, рис 18, а также Маляров Г А "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, збуджувач коливань і вимірювач, причому вібратор викопаний 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 И №17, 1974) Вказаний пристрій найбільш близький по технічній сутності до пристрою, що заявляється, і вибраний в якості прототипа Недоліком його є відома складність конст рукції В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою для вимірювання в'язкості рідини шляхом використання в якості вібратора асиметричного біморфного п'єзоелемента, що складається з металевої пластини та дискового п'єзоелемента, причому п'єзоелектричний біморфний елемент мас дві системи електродів, одна з яких підключається до генератора електричних коливань, а друга - до лічильника електричних коливань, крім того, пристрій обладнаний робочим інструментом у вигляді правильної трикутної піраміди, наприклад тетраедра, прикріпленого до металевої пластини біморфного елемента, а тяга закріплена у центрі підстави піраміди Це дозволяє підвищити точність вимірювань в'язкості рідини Запропонований пристрій містить вібратор, збуджувач коливань і вимірювач ВІДМІННІСТЬ запропонованого пристрою від прототипу полягає в тому, що в якості вібратора використовується асиметричний біморфний елемент, що складається з металевої пластини та дискового п'єзоелемента, причому п'єзоелемент біморфного елемента має дві системи електродів, одна з яких підключається до генератора електричних коливань, а друга - до лічильника електричних коливань, крім того, пристрій обладнаний робочим інструментом у вигляді правильної трикутної піраміди, наприклад тетраедра, прикріпленого до металевої пластини біморфного елемента, а тяга закріплена в центрі підстави піраміди (О со (О Кожна з вказаних ВІДМІННИХ ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного результату Технічним результатом даного винаходу є підвищення точності вимірювань в'язкості рідини Винахід пояснюється кресленням, де на фіг показана структурна схема пристрою Запропонований пристрій містить генератор електричних коливань 1, вібратор 2, виконаний у вигляді асиметричного біморфного елемента, робочий інструмент 3, у вигляді тетраедра, тверда тяга 4, посудина 5 з рідиною 6 і лічильник 7 На п'єзоелементі біморфного елемента 2 виконані вхідна 8 і вихідна 9 системи електродів, підключених ВІДПОВІДНО до генератора 1 61326 го передаються через тягу 4 Затухання коливань залежить як від величини внутрішнього тертя R| в'язкості рідини R2, так і -, і лічильника 7 Пристрій працює наступним чином Па електрод 8 п'єзоелемента біморфного елемента 2 надходить імпульсна напруга від генератора електричних коливань 1 і в біморфном елементі виникають ВІЛЬНІ затухаючи коливання, що вигинаються, число яких підраховується лічильником 7 Число вільних коливань 2L ml, N = fcnfPR +K а де f c n - частота проходження імпульсів, f_ - резонансна частота п'єзоелемента, L - еквівалентна індуктивність, R I - втрати в п'єзоелементі, F?2 - в'язкість рідини, F?3 - ультразвукові втрати Одночасно з біморфним елементом коливається і робочий інструмент 3, коливання до яко від ультразвукових втрат R3 у навколишнє середовище При безпосередньому контакті вібратора з рідиною, величина цих втрат 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 Приклад конкретного застосування У конкретному випадку був використаний біморфний елемент із металевою пластинкою діаметром 32, товщиною 0,2 мм зі сталі 40Х і п'єзоелемент діаметром 24, товщиною 0,2 мм із п'єзокераміки ЦТС-19 У центрі біморфного елемента закріплена тяга з латунного дроту діаметром 0,6 і довжиною 15 мм До тяги припаяний, робочий інструмент у вигляді тетраедра (правильної трикутної піраміди) з розмірами сторін граней по 5 мм із латуні Л63 При вимірюванні в'язкості біморфний елемент установлювався на посудину з рідиною, а робочий інструмент занурювався в рідину на глибину 10 мм У конкретному випадку використовувався п'єзоелектричний стрижень 015 і довжиною 40 мм із п'єзокераміки ЦТС-19, генератор імпульсів Г567, частотомір (лічильник) 43-57 Вимірювалась в'язкість води, гліцерину 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 В'язкість за даним способом при 20°С, спз способу при 20°С, спз 1,009 1,005 1473 1499 988 1000 Експериментально встановлено, що саме такс 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