Спосіб вимірювання в’язкості речовин

Реферат: Спосіб вимірювання в'язкості речовин за допомогою посудини, наповненої в'язкою речовиною, та металевої кульки. На зовнішню поверхню посудини додатково встановлюють магнітні датчики, при цьому вводять часовий інтервал, а в посудину опускають металеву кульку, реєструють швидкість переміщення кульки, порівняють їх значення, і за отриманими результатами визначають в'язкість речовини. UA 103166 U (12) UA 103166 U UA 103166 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до приладобудування, а саме до способів вимірювання в'язкості речовин й може бути використана для визначення в'язкості і щільності лікарських речовин, що дозволить забезпечити контроль якості продукції, що випускається. Відомий спосіб вимірювання в'язкості за допомогою приладу, що включає в себе зовнішній циліндр, внутрішній коаксіальний циліндр, а також тестову рідину в вимірювальної щілини, утвореній між зовнішнім циліндром і внутрішнім циліндром. При обертанні внутрішнього циліндра, тангенціальна швидкість рідини у стінки змінюється. Отриманий крутний момент і тангенціальна швидкість підставляються в рівняння напруги-деформації Ньютона, таким чином можна вичислити в'язкість досліджуваної рідини, [опис винаходу до патенту РФ 2056626 G01N11/14]. Недоліком наведеного способу є те, що зазор між зовнішнім циліндром і внутрішнім циліндром дуже малий і не забезпечує необхідної точності. Якщо рідина містить гранули (тобто це розчин або суспензія), ротаційний віскозиметр не спрацює і точність вимірювання знизиться. Відомий також спосіб для вимірювання в'язкості, за допомогою системи, що включає у себе скляну трубку U-подібної форми з тестовою рідиною в ній, та дві скляні колби. Одне плече Uподібної трубки є капілярним, а інше плече це нормальна трубка з'єднана з колбою. Одна скляна колба нижче, ніж інша. Під дією сили тяжіння, рідина тече в капіляр. Швидкість потоку рідини в капілярі можна отримати непрямим шляхом контролю рівня рідини в двох скляних колбах. Підставляючи відому швидкість потоку в рівняння для в'язкості від швидкості потоку, отримують в'язкість досліджуваної рідини, [опис винаходу до патенту США 3699804 A G01N11/06]. Недоліком наведеного способу є те що при вимірюванні обидві колби повинні бути великого об'єму і не можливо врахувати гідростатичні зміни тиску на вихідному кінці. Найбільш близьким по технічній суті до корисної моделі, що заявляється, є спосіб вимірювання в'язкості за допомогою вертикальної пробірки і кулі. Тестова рідина знаходиться у вертикальній посудині (пробірки). Кулька у посудині падає під дією сили тяжіння. Вимірюється швидкість падаючої кулі і підставляється в рівняння для в'язкості від швидкості, [опис винаходу до патенту СССР 577430, G01N11/10]. Недоліком способу є низька точність вимірювання швидкості падіння кульки і визначення в'язкості речовини. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості процесу визначення в'язкості речовин, та зменшення похибки вимірювання використання металевої кульки, яка переміщується в посудині наповненою в'язкою речовиною. Поставлена задача вирішується тим, що на зовнішню поверхню посудини додатково встановлюють магнітні датчики, при цьому вводять часовий інтервал, а в посудину опускають металеву кульку, реєструють швидкість переміщення кульки, порівняють їх значення, і за отриманими результатами визначають в'язкість речовини. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображена загальна схема, що реалізує спосіб вимірювання в'язкості речовин, а на фіг. 2 блок-схема визначення в'язкості речовин. Блок-схема, що реалізує спосіб складається з наступних елементів: досліджуваної рідини 1, яка заповнює посудину (трубчастий немагнітний елемент) - 2, металевої кульки - 3, яка переміщується в досліджуваній рідині, блока електромагнітного датчика - 4.1, 4.2, 4і, …, 4n, феромагнітного осердя - 4.1.1, обмотки збудження - 4.1.2, вимірювальної обмотки - 4.1.3, які реєструє швидкість проходження кульки, генератора опорного сигналу - 5, блока формування імпульсів - 6.1, 6.2, 6і, …, 6n, що складається з блока налагодження чистоти - 6.1.1, блок автоматичного підналагодження чистоти - 6.1.2, компаратора - 6.1.3, формувач імпульсів - 6.1.4 та призначено для реєстрації проходження кульки у посудині, блока логіки - 7.1, 7.2, 7і, …, 7n, оперативна пам'ять - 8, та комп'ютер - 9, який обчислює та видає результат. Система працює наступним чином. Досліджувану рідину - 1 заповнюють в посудину (трубчастий немагнітний елемент) – 2, на якому розташована певна кількість модулів електромагнітних датчики 4.1, 4.2…4.і…4.n. Між всіма датчиками 4.1…4.n витримується однакова відстань . Як наслідок загальна відстань буде  (n-1). Кожний датчик з'єднується з відповідним блоком формування імпульсу (6.1, 6.2…6n). Ці імпульси надходять до блоків логіки 7.1, 7.2…7.n. Перший блок 7.1 формує імпульсний сигнал початку відліку, коли отримує сигнал від блока 6.1. У кожний з блоків 7.2, 7.3…7n надходять сигнали з відповідних блоків 6.2, 6.3…6n, як наслідок на виході блоків 7.2…7n утворюються пакети імпульсів, які утворюються за допомогою опорних сигналів з генератора опорної частоти. Вся інформація накопичується у пристрої накопичення 8 і потім надходить на подальшу обробку у комп'ютер 9. 1 UA 103166 U 5 10 15 Реєстрація проходження кульки виконується наступним чином (Фіг. 2): Феромагнітне кільце 4.1.1 охоплює трубчастий немагнітний елемент 2 з рідиною 1. На кільці 4.1.1 знаходяться дві обмотки, обмотка збудження 4.1.2 та вимірювальна 4.1.3, частота роботи датчика співпадає з частотою опорного генератора 5 та підтримується блоком налагодження частоти 6.1.1 та блоком автоматичного підналагодження частоти 6.1.2. У момент проходження кульки 3 через переріз датчика 4.1 змінюються магнітні властивості середовища і, як наслідок, резонансна чистота датчика 4.1. Сигнал з датчика 4.1 надходить до блока автоматичного підналагодження частоти 6.1.2, який виробляє імпульс керування частотою налагодження датчика 4.1.1 і надходить до блока налагодження частоти 6.1.1. Цей же імпульс надходить до компаратора 6.1.3, який, використовуючи опорну напругу Uon утворює на своєму виході прямокутний імпульс, початок та закінчення якого визначається величиною Uоn. Цей імпульс надходить на формувач імпульсів 6.1.4, де відбувається формування за довжиною та амплітудою. Рішення поставленого завдання визначення в'язкості речовини досягається шляхом введення часового інтервалу, реєстрації швидкості переміщення металевої кульки, порівняння отриманих її значень та видачі за отриманими результатами величини в'язкості речовини. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб вимірювання в'язкості речовин за допомогою посудини, наповненої в'язкою речовиною, та металевої кульки, який відрізняється тим, що на зовнішню поверхню посудини додатково встановлюють магнітні датчики, при цьому вводять часовий інтервал, а в посудину опускають металеву кульку, реєструють швидкість переміщення кульки, порівняють їх значення, і за отриманими результатами визначають в'язкість речовини. 2 UA 103166 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3