Віскозиметр

Реферат: Віскозиметр містить систему керування, Γ-подібну основу, реверсивний лінійний п'єзоелектричний двигун, оптичні датчики лінійного переміщення і вимірювальний зонд, що включає циліндричну камеру зі штуцером в торці та поршень. Містить систему керування на основі перетворювача напруги, сигнал з якого подається на реверсивний лінійний п'єзоелектричний двигун, встановлений на Г-подібній основі і який за допомогою напрямної приєднаний до поршня вимірювального зонда, встановленого на іншому боці Г-подібної основи, і забезпечує зворотно-поступальний рух, час якого вимірюється за допомогою оптичних датчиків переміщення та пропорційний в'язкості технічної рідини, яка надходить у вимірювальну камеру через штуцер. UA 119814 U (12) UA 119814 U UA 119814 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до автоматизованих систем регулювання в'язкості важкого палива з властивостями "неньютонівських" тиксотропних рідин при знаходженні в тонких (~10 мкм) прошарках, яке використовується в суднових малообертових двигунах [1-4]. Відомий віскозиметр, який містить систему керування, Γ-подібну основу, нереверсивний п'єзоелектричний двигун, датчик обертів ротора, кривошипний механізм і вимірювальний зонд [5]. Недоліки пристрою, які обумовлені використанням нереверсивного п'єзоелектричного двигуна, наступні: - наявність кривошипно-шатунного механізму; - нелінійна швидкість переміщення поршня всередині вимірювального зонда. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до технічного рішення, що пропонується, є віскозиметр, який містить систему керування, датчики положення поршня, RS-тригер і вимірювальний зонд, що включає дві циліндричні камери з заглушеним торцем кожна, розташовані співвісно, поршень, два упори для обмеження його руху і нереверсивний лінійний п'єзоелектричний двигун, який складається з двох п'єзоелементів, що встановлені у першій камері для керування рухом поршня [6]. Недоліки пристрою, які обумовлені використанням нереверсивного лінійного п'єзоелектричного двигуна, наступні: наявність пружини для зворотного пересування поршня в начальне становище; контактні пари датчиків положення; наявність сальника, що розділяє першу і другу камери; наявність впускного і випускного клапанів. Задачею корисної моделі є створення віскозиметра, у якому використання реверсивного лінійного п'єзоелектричного двигуна дозволяє регулювати лінійну швидкість переміщення поршня і здійснювати вимір в'язкості палива в діапазоні 20…190 стокc. Поставлена задача вирішується тим, що віскозиметр, який містить систему керування, Гподібну основу, реверсивний лінійний п'єзоелектричний двигун, оптичні датчики лінійного переміщення і вимірювальний зонд, що включає циліндричну камеру зі штуцером в торці та поршень, згідно з корисною моделлю, містить систему керування на основі перетворювача напруги, сигнал з якого подається на реверсивний лінійний п'єзоелектричний двигун, встановлений на Г-подібній основі і який за допомогою напрямної приєднаний до поршня вимірювального зонда, встановленого на іншому боці Г-подібної основи, і забезпечує зворотнопоступальний рух, час якого вимірюється за допомогою оптичних датчиків переміщення та пропорційний в'язкості технічної рідини, яка надходить у вимірювальну камеру через штуцер. Технічний ефект досягається завдяки тому, що використання реверсивного лінійного п'єзоелектричного двигуна забезпечує: високий пусковий момент; регулювання лінійної швидкості переміщення поршня в діапазоні 0…0,02 м/с за рахунок широтно-імпульсної модуляції сигналів управління, подаваних на осцилятор двигуна, для забезпечення лінійної швидкості переміщення; можливість побудови реологічних характеристик тиксотропних рідин синхронно з режимами роботи малообертового двигуна; високу надійність і ресурс (більше 5000 ч); відсутність редуктора та додаткових зондів для вимірювання різного за фракційним составом палива; малі масу і габарити. На фіг. 1 зображено віскозиметр, головний вигляд; Фіг. 2 - додатковий вигляд; Фіг. 3 - місцевий вигляд; А↓ - місцевий вигляд; Б↑ - додатковий вигляд. Віскозиметр містить Г-подібну основу 1, на одному боці якої встановлено реверсивний лінійний п'єзоелектричний двигун 2 з оптичними датчиками 10 та 12 для реєстрації швидкості переміщення рухомої частини 4 осцилятором двигуна 3 та закріпленої до неї шторки 11, яка перетинає оптичний канал, який створюють оптичні датчики 10 та 12. На іншому боці Γ-подібної основи встановлено вимірювальний зонд 6, у якому за допомогою напрямної 5 здійснюється зворотно-поступальний рух поршня 8 усередині вимірювальної камери 7, з другого торця якої зроблено штуцер 9 для подачі рідини; 13 - перетворювач напруги; 14 - кабель, який з'єднує перетворювач напруги та осцилятор 3 реверсивного лінійного п'єзоелектричного двигуна. Робота складається з двох етапів: - у вихідному стані при вимкнутому живленні у вимірювальній камері 7 поршень 8 знаходиться у будь-якому місці. Через штуцер 9 подається рідина, яка проникає в вимірювальну камеру 7 і далі стікає на Г-подібну основу; - при вмиканні живлення перетворювач напруги 13 перетворює постійну напругу у високочастотні імпульси різної тривалості, які подаються за допомогою кабелю 14 на осцилятор п'єзодвигуна 3, рухома частина 4 якого починає рухатися і за допомогою напрямної 5 рухає поршень 8 усередині вимірювальної камери 7. В'язкість рідини впливає на швидкість переміщення поршня і гальмує рухому частину двигуна 4 та пропорційна його лінійній 1 UA 119814 U 5 10 15 20 25 30 35 40 швидкості. Сигнали, що знімаються з виходу оптичних датчиків 10 та 12, є інформаційними сигналами. Елементи технічного рішення можуть бути реалізовані згідно з відомими схемами: - лінійний п'єзоелектричний двигун LPM-5 компанії Small Scientific Production Enterprise "LILEYA'Ltd, м. Київ [7]; - вимірювальний зонд виконаний на базі стандартного розпилювача форсунки Р1_20_Б6_04; - оптичні датчики ВБО-М18-76Р-6113-СА Тип R. (Повернення променя відбивача) [8]; - система керування [9]. Джерела інформації: 1. Ахматов А.А. Молекулярная физика граничного трения. - Μ.: Физматгиз, 1963. - 472 с. 2. Овчинников П.Ф. Виброреология /Киев: Наук, думка, 1983. - 272 с. 3. Алтоиз Б.Α., Поповский Ю.М. Физика приповерхностных слоев. - Одесса: Астропринт, 1995. - 153 с. 4. Алтоиз Б.А., Ханмамедов С.А. Трибологические особенности граничных смазочных слоев судовых топлив и масел //Судовые энергетические установки: научн.-техн. сб. - 2003. - Вып. 9. Одесса: ОНМА. - С. 80-86. 5. Нікольський В.В. Деклараційний патент на корисну модель України, МКІ 7 G01N 11/10 Віскозиметр. - № u200500629; Заявл. 24.01.2005; Опубл. 15.07.2005, Бюл. № 7. 6. Нікольський В.В. Деклараційний патент на корисну модель України, МКІ 7 G01N 11/10 Віскозиметр. - № u2003054350; Заявл. 15.05.2003; Опубл. 15.01.2004, Бюл. № 1. 7. Лавриненко В.В., Коваль B.C., Петренко С.Ф., Лукін В.В., Франченко Р.В. Патент на винахід № 76759 України, МПК (2006) H02N 2/00 Пєзоелектричний двигун. - №20040110441; Заявл. 18.12.2003; Опубл. 15.09.2006, Бюл. № 9. 8. Оптические бесконтактные выключатели типа R [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.sensor-com.ru/files/downloads/optik.pdf (Дата обращения 09.03.2017). 9. Петренко С.Ф. Пьезоэлектрический двигатель в приборостроении. - К.: "Корнійчук", 2002. 96 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Віскозиметр, який містить систему керування, Γ-подібну основу, реверсивний лінійний п'єзоелектричний двигун, оптичні датчики лінійного переміщення і вимірювальний зонд, що включає циліндричну камеру зі штуцером в торці та поршень, який відрізняється тим, що містить систему керування на основі перетворювача напруги, сигнал з якого подається на реверсивний лінійний п'єзоелектричний двигун, встановлений на Г-подібній основі і який за допомогою напрямної приєднаний до поршня вимірювального зонда, встановленого на іншому боці Г-подібної основи, і забезпечує зворотно-поступальний рух, час якого вимірюється за допомогою оптичних датчиків переміщення та пропорційний в'язкості технічної рідини, яка надходить у вимірювальну камеру через штуцер. 2 UA 119814 U 3 UA 119814 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4