Вібраційний віскозиметр

Вібраційний віскозиметр, що містить датчик із зондом, який виконано з нижнього і верхнього не 3 36057 та містять індукційні котушки електромагнітного поля. Наведення магнітних полів зазначених індукційних котушок впливає одне на одне і створює перешкоди, що спотворюють показання приладу. Еліптична форма зонда внаслідок заокругленості бічних ребер (при його русі у рідкому середовищі) створює значний гідродинамічний лобовий опір, через що знижується чутливість складової рідинного тертя, що безпосередньо характеризує розмір в’язкості досліджуваного середовища. Додавання зонду складних гнучко-обертальних коливань знижує точність і чутливість приладу, оскільки коливання відбуваються не в одній площині, а розмір лобового опору при цьому змінюється. В основу корисної моделі покладена задача шляхом усунення вищевказаних недоліків прототипу забезпечити підвищення чутливості, точності та розширення діапазону вимірювання. Суть корисної моделі у вібраційному віскозиметрі, що містить датчик із зондом, який виконано з нижнього і верхнього неоднорідних стержневих відрізків, мембрану, розташовану між ними, генератор низькочастотних коливань і схему вимірювання вихідного сигналу датчика, досягається за рахунок того, що датчик із зондом виконаний у вигляді механотронного перетворювача зусиль, а нижній відрізок зонда - у вигляді пластини двоопуклого параболічного перетину з можливістю його маятникових коливань у площині більшої осі двоопуклого параболічного перетину. Суть корисної моделі досягається також за рахунок того, що мембрана виконана з ребрами жорсткості в напрямку, перпендикулярному площині маятникових коливань зонда, а також за рахунок того, що перетин нижнього відрізка зонда виконано зі співвідношенням осей 4:1. Порівняльний аналіз технічного рішення з прототипом дозволяє зробити висновок, що вібраційний віскозиметр, що заявляється, відрізняється від прототипу тим, що датчик із зондом виконаний у вигляді механотронного перетворювача зусиль, а нижній відрізок зонда - у вигляді пластини двоопуклого параболічного перетину з можливістю її маятникових коливань у площині більшої осі пластини двоопуклого параболічного перетину, при цьому мембрана виконана з ребрами жорсткості, що розташовані у напрямку, перпендикулярному площині маятникових коливань зонда, причому перетин нижнього відрізка пластини зонда виконано зі співвідношенням осей 4:1. Таким чином, вібраційний віскозиметр, що заявляється, відповідає критерію "новизна". Суть корисної моделі пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на Фіг. подана схема вібраційного віскозиметра. Вібраційний віскозиметр, як варіант конструктивного виконання, містить вібраційний датчик 1, який виконано у вигляді механотронного перетворювача зусиль (механотрона) із зондом 2, який виконано із двох неоднорідних стержневих відрізків (позиції 3 та 4). Верхній відрізок 3 зазначеного зонда 2 є рухомим електродом механотрона, а нижній відрізок 4 (штир механотрона) зонда 2 виконано у вигляді пластини двоопуклого параболіч 4 ного перетину зі співвідношенням осей не менше 4:1, при цьому відрізки 3 і 4 зонда розділені мембраною 5, що дозволяє зонду 2 робити маятникові коливання уздовж великої осі двоопуклого параболічного перетину нижнього відрізка 4 зонда 2, а сама мембрана 5 виконана з еластичного матеріалу і має радіальні ребра жорсткості 6, наприклад, як варіант конструктивного виконання, видавлені на її поверхні ребра у напрямку, перпендикулярному площині маятникових коливань зонда 2. На поверхні нижнього відрізка 4 зонда 2 наносять обмежувальні мітки 6, що показують границю його занурення в досліджувану речовину 8 (середовище). Вібраційний віскозиметр конструктивно споряджений блоком 9 живлення механотрона, схемою генерації, що конструктивно складається з котушки збудження 10, сердечник 11 якої розташований у площині більшої осі двоопуклого перетину зонда 2, генератора 12 звукових коливань і схеми вимірювання вихідного сигналу датчика 1, яка, у свою чергу, складається з мілівольтметра 13, поградуйованого у значеннях в’язкості, та реєстраційного приладу 14. До додаткового обладнання входить ємкість 15 для досліджуваної речовини 8 (середовища). Вібраційний віскозиметр працює таким чином. Зонд 2 датчика 1 занурюють у досліджувану речовину 8 так, щоб її рівень відповідав обмежувальним міткам 7 на нижньому відрізку 4 зонда 2. Це забезпечує сталість робочої поверхні зонда 2, що знаходиться безпосередньо у досліджуваній речовині 8 (у середовищі). Вмикається прилад, і електричний струм подається з блока живлення 9 на вхід датчика 1 механотронного типу. При цьому утворюються маятникові коливання зонда 2. Маятникові коливання зонда 2 забезпечуються схемою генерування, що складається з котушки збудження 10, сердечник 11 якої розташований у площині більшої осі двоопуклого перетину зонда 2, та генератора 12 звукових коливань і схемою виміру вихідного сигналу датчика 1, що складається з мілівольтметра 13, поградуйованого у значеннях в’язкості, і реєстраційного приладу 14. При цьому за допомогою генератора 12 звукових коливань можливо плавно змінювати частоту коливань зонду 2 і змінну збуджувальну силу. У процесі роботи зонд 2 робить маятникові коливання уздовж площини, що проходить через велику вісь двоопуклого параболічного перетину зонда 2 з амплітудою, що відповідає частоті коливань зонда 2 і в’язкості досліджуваної речовини 8 (середовище/рідина). Струм, що змінюється при цьому, який проходить через механотрон з блока живлення 9, є вихідним сигналом датчика 1, що реєструється вимірювальною схемою, а саме, реєстраційним приладом 14. Рівняння, що зв’язує величину в’язкості, що вимірюється, з параметрами приладу, має вигляд: 2 æ 1 ö ç × C1 ÷ + C2 çA ÷ ø n = è мax , r де n - в’язкість досліджуваного середовища, Па.с; 5 36057 r - щільність досліджуваного середовища, г/см 3; Амах - максимальний вихідний сигнал датчика, що відповідає максимальній амплітуді коливань зонда, В; С1 - коефіцієнт, що залежить від частоти і величини змінної збуджувальної сили; С2 - постійна приладу. Таким чином, істотна відмінність вібраційного віскозиметра, що заявляється, від відомих (аналогічних) конструкцій полягає у наступному. Частина зонда 2, що занурюється в досліджуване середовище 8, виконана у вигляді пластини двоопуклого параболічного перетину, чим досягається значне зменшення лобового опору зонда 2 в рідкому середовищі 8 при його русі в згаданому середовищі 8 (у речовині, що досліджується). Запропонована конструкція мембрани 5, яка містить радіальні ребра 6 жорсткості, що розташовані перпендикулярно площині коливань зонда 2, і розташування котушок збудження 10 у зоні нижнього відрізка 4 зонда 2 у площині більшої осі двоопуклого параболічного перетину, забезпечує прості маятникові коливання зонда 2 у досліджуваному середовищі 8 уздовж цієї площини. Застосування в схемі високочутливого датчика 1 механотронного типу замість індуктивних датчиків, що використовуються у зазначених аналогах, забезпечує значне підвищення чутливості приладу і спрощення його конструкції. Роздільне та ізольоване розташування схеми вимірювання і збудження коливань усуває перешкоди при їхній роботі. Зазначені ознаки дозволяють значно (більш ніж у 10 разів) підвищити чутливість приладу, роз Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 6 ширити (більш ніж у 100 разів) діапазон вимірювання, підвищити точність вимірювання і спростити конструкцію приладу у цілому. Вібраційний віскозиметр, що заявляється, може бути використаний для визначення в’язкості рідких середовищ експрес-методом, причому для вимірювання можуть бути використані малі кількості досліджуваного середовища (у межах декількох десятків мілілітрів), що особливо важливо при проведенні дослідних робіт. Вібраційний віскозиметр, що пропонується, може бути використаний як датчик реологічних характеристик досліджуваного середовища безпосередньо в апаратах безупинної технології в автоматизованій системі керування технологічними процесами і може застосовуватися в ряді виробництв хімічної, лакофарбової промисловості та суміжних галузей народного господарства, наприклад, у поліграфічній промисловості. Підвищення ефективності застосування вібраційного віскозиметра, що заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається за рахунок підвищення чутливості приладу, розширення діапазону вимірювання, підвищення точності вимірювання і спрощення конструкції приладу у цілому. Джерела інформації: 1. А.с. СРСР №1242763,1985р., МПК G01N11/16 - аналог. 2. А.с. СРСР №1043525, 1983р., МПК G01N11/16 - аналог. 3. А.с. СРСР №212615, МПК G01N11/16 1967р. - аналог. 4. А.с. СРСР №238875, МПК G01N11/16 1966р. - прототип. Підписне 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