Спосіб визначення в’язкості речовин

Спосіб визначення в'язкості речовин, при якому проводять занурення чутливого елемента, виконаного у вигляді зонда, у досліджуване середовище, подають електричний струм до системи збудження коливань чутливого елемента, збуд жують коливання зонда, і за зміною параметрів коливальної системи, яка зв'язана з величиною в'язкості речовини, визначають її значення, який відрізняє ться тим, що збуджують коливання зонда з власною частотою, а величину в'язкості досліджуваного середовища визначають за параметрами зміни електричного струму при підвищенні амплітуди коливань від фактичної амплітуди коливань, коли зонд є зануреним у досліджуване середовище, до амплітуди коливань динамічної системи з чутливим елементом без навантаження на зазначений зонд з боку досліджуваного середовища. В.Ш. (13) 40910 (11) UA вого елемента, виконаного у вигляді зонда, у досліджуване середовище, подають електричний струм до системи збудження коливань чутливого елемента, збуджують коливання зонда, і за зміною параметрів коливальної системи, яка зв'язана з величиною в'язкості речовини, визначають її значення [2]. Недоліками відомого способу визначення в'язкості речовин, обраного за прототип, є складність системи виміру діагностичного параметра, а саме: або амплітуди коливань зонда, або частоти його коливань. У цьому ви падку неможливо з великою досто вірністю вста новити залежність амплітуди коливань від в'язкості досліджуваного середовища. Можлива для виміру зміна амплітуди коливань відбувається тільки у середовищі з великою величиною в'язкості, наприклад, у смолі, бетонній суміші, піску, фар бах. Найбільш точно можливо встановити залежність частоти коливань зонду від в'язкості досліджуваного середовища, але для цього потрібне додаткове обладнання, що не завжди може бути у наявності або доступним при проведенні експериментальних досліджень. Технічною задачею, що розв'язуєть ся цим винаходом, є спрощення отримання діагностичних параметрів та підвищення при цьому достовірності визначення величини в'язкості досліджуваного середовища шля хом підвищен ня чутливості засобу вимірювань, що використовується. Рішенням технічної задачі у способі визначення в'язкості речовини, що включає заходи що (19) Винахід відноситься до області визначення в'язкості речовин, зокрема, до приладів для виміру в'язкості, а саме, до способів визначення в'язкості речовин, і може застосовуватися в системах контролю й авто матичного регулювання в'язкості у нафтохімічній, харчовій, поліграфічній та інших галузях промисловості. Відомий спосіб визначення в'язкості речовин, що містить занурення чутливого елемента, виконаного у вигляді зонда, у досліджуване середовище, подання напруги до системи збудження коливань чутливого елемента і збудження коливань зонда з наступним виміром амплітуди коливань зонда [1]. Недоліками відомого способу визначення в'язкості речовин є складність системи виміру амплітуд коливань зонда. При цьому зміни амплітуди коливань зонда практично не відбуваються, тому що за допомогою відомої системи збудження коливань, виконаної у вигляді генератора частоти, що задає коливання, збуджуються змушені коливання зонда з частотою, що задається. У зв'язку з цим неможливо вста новити залежність амплітуди коливань від в'язкості досліджуваного середовища. Можлива для виміру зміна амплітуди коливань відбувається тільки в середовищі з великими значеннями в'язкості, наприклад, у смолі, бетонній суміші, піску, фарбах. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є спосіб визначення в'язкості речовин, при якому проводять занурення чутли А ____________________ 40910 до занурення чутливого елемента, виконаного у вигляді зонда, у досліджуване середовище, подання електричного струму до системи збудження коливань чутливого елемента, збудження коливань зонда, і визначення реологічних характеристик речовини за зміною параметрів коливальної системи, яка зв'язана з величиною в'язкості речовини, є збудження коливань зонда з власною частотою і визначення величини в'язкості досліджуваного середовища за параметрами зміни величини електричного струму при підвищенні амплітуди коливань від фактичної амплітуди, коли зонд є зануреним у досліджуване середовище, до амплітуди коливань динамічної системи з чутливим елементом без навантаження на зазначений зонд з боку досліджуваного середовища. Суть ви находу полягає в то му, що у способі визначення в'язкості речовини, при якому проводять занурення чутливого елемента, ви конаного у вигляді зонда, у досліджуване середовище, подають електричний струм до систе ми збудження коливань чутливого елемента, збуджують коливання зонда, і за зміною параметрів коливальної системи, яка зв'язана з величиною в'язкості речовини, визначають її значення, збуджують коливання зонда з власною часто тою, а величину в'язкості досліджуваного середовища визначають за параметрами зміни величини електричного струму при підвищенні амплітуди коливань від фактичної амплітуди, коли зонд є зануреним у досліджуване середовище, до амплітуди коливань динамічної системи з чутливим елементом без навантаження на зазначений зонд з боку досліджуваного середовища. Порівняльний аналіз технічного рішення, що заявляється, з прототипом, дозволяє зробити висновок, що спосіб визначення в'язкості дисперсного середовища, що заявляється, відрізняється тим, що збуджують коливання зонда з власною частотою, а величину в'язкості досліджуваного середовища виз начають за параметрами зміни величини електричного струму при підвищенні амплітуди коливань від фактичної амплітуди, коли зонд є зануреним у досліджуване середовище, до амплітуди коливань динамічної системи з чутливим елементом без навантаження на зазначений зонд з боку досліджуваного середовища. Таким чином, спосіб визначення в'язкості речовини, що заявляється, відповідає критерію винаходу «новизна». Суть способу визначення в'язкості дисперсного середовища пояснюється за допомогою креслень, де на фіг. 1 наведена блок-схема приладу, за допомогою якого проводять визначення в'язкості дисперсного середовища при зміні електричного струму, на фіг.2 наведена залежність величини електричного струму І від в'язкості n досліджуваного середовища при зміні амплітуди А коливань & зонда (І = г (n ) ), на фіг. 3-5 надано схеми зміни величини електричного струму при підвищен ні амплітуди коливань зонду від амплітуди коливань динамічної системи з чутливим елементом без навантаження на зазначений зонд з боку досліджуваного середовища, до фактичної амплітуди, коли зонд є зануреним у досліджуване середовище. Суть способу визначення в'язкості речовини пояснюється за допомогою устаткування для цієї цілі, наприклад, вібраційного віскозиметра, конструкція якого описана у [3], [4], або за допомогою інших приладів. Кожний з вищезазначених приладів містить зонд 1, закріплений із можливістю вчинення маятникових коливань, і систему 2 збудження коливань зонда 3, що містить електровібратори 4, індук ційні датчики 5, магніт 6, закріплений на рухомому зонді 3 з можливістю взаємодії з індукційними датчиками 5, підсилювач 7 низькочастотних коливань і прилад 8, який реєструє ве личину електричного струму. При цьому зонд 3 і електровібратори 4 включені в частотно-вибіркову ланку системи 2 збудження коливань, що реагують на зміну в'язкості середовища, у якому занурений зонд 3. Прилад (вібраційний віскозиметр) додатково містить джерело живлення 9 та прилад 10 заміру амплітуди А коливань зонда 3, який є включеним у динамічну систе му, яка реагує на в'язкість середовища (речовини 11), у яке занурений зонд 3. При збудженні коливань зонда 3 за допомогою приладу 10 ви мірюють амплітуду А коливань зазначеного зонда без навантаження, а саме, амплітуду А1 коливань зонда 3, який є включеним у динамічну систе му, яка реагує на в'язкість середовища 11, у яке занурений зонд 3. Амплітуда А1 коливань зонда 3 визначається без занурення зонда 3 у досліджуване середовище (речовину 11). При цьому за допомогою приладу 8, який реєструє величину електричного струму, вимірюють величину електричного струму І, який подають на віброзбудники (електровібратори 4) для збудження коливань динамічної системи (параметр І1). При зануренні зазначеного зонда 3 у досліджуване середовище (речовину 11), відбувається зміна частоти власних коливань зонда на величину, пропорційну величині в'язкості досліджуваного середовища (речовини 11). При цьому та кож змінюється і величина амплітуди А коливань зонда 3. У випадку занурення зонда З у досліджувану речовину 11 амплітуда А коливань зонда 3 зменшиться до величини А2 (А2 < А1). При зменшенні амплітуди А коливань зонда 3 величина електричного струму І не зменшується. Для визначення величини в'язкості n досліджуваного се редовища (речовини 11) електричний струм з величини I1 підвищують до ве личини I2. Зазначена величина DI буде пропорційною фактичній в'язкості n 1 досліджуваного середовища (речовини). За допомогою приладу 8, який реєструє величину електричного струму (наприклад, амперметра), визначають фактичну величину електричного струму DІ, яку потрібно додати для того, щоб амплітуда А коливань зонду 3 підвищила ся до величини, якій вона дорівнювала при коливаннях зонда 3 без наван таження збоку досліджувано го середови ща (ре чови ни 11). Після цього на графік у за лежності І =f (n) (див. фі г. 2) на осі І вибирають фактичне значення ве личини електричного струму DІ, про водять пер пендикуляр до перети ну з графіком і з точки перети ну з графіком опускають перпенди куляр на вісь n. Отримане значення в'язкості n 1 буде відповіда ти факти чній в'яз кості n 1 досліджуваного ма теріалу (речо ви ни 11) (ди в. фі г. 2). Підвищен ня ефективності застосування способу виз начення в'язкості речовини, що заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається за ра 2 40910 хунок використання авторезонансних режимів коливань динамічної системи, що найбільш точно відображають зміну впливу на згадану динамічну систему, та спрощення отримання діагностичних параметрів в'язкості досліджуваного середовища шляхом підвищення чутливості засобу ви мірювань, що ви користовується. У способі визначення в'язкості речови ни, що заявляється, ви користовується коливальна система самоналагоджувального ти пу, ди намічні ха ракте ристи ки якої залежать тільки від жорсткості вмонто ваних пружних елементів (пружин) і від реологічних ха рактеристик досліджуваного середовища, зокрема, від в'язкості. Джерела інформації 1. А.с. СРСР № 775667 від 30.10.80, (бюлетень № 40), МПК G 01 N 11/16 - аналог. 2. А.с. СРСР № 685957 від 18.09.79, МПК G 01 N 11/16 - прототип. 3. А.с. СРСР № 212615, МПК G 01 N 11/16, 1967. 4. А.с. СРСР № 238875, МПК G 01 N 11/16, 1966. 5. Н. И. Орел, Э. В. Губачек, Б. И. Березин, В. М. Водолазская «Справочник технолога-полиграфиста», часть 5. Печатные краски. М.: Книга, 1988, стр. 188-202, § 4.3 «Реологические свойства красок для издательских целей». Фіг. 1 Фіг. 2 3 40910 Фіг. 3 Фіг. 4 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 4 Фіг. 5