Спосіб вимірювання в’язкості
Номер патенту: 45812
Опубліковано: 15.04.2002
Автори: Єршова Емма Олександрівна, Никифорук Богдан Васильович
Формула / Реферат
Спосіб вимірювання в'язкості, при якому проводять занурення чутливого елемента, виконаного у вигляді датчика в'язкості, у досліджуване середовище і збудження коливань датчика в'язкості з наступним виміром амплітуди коливань зазначеного датчика в'язкості, який відрізняється тим, що підвищують тиск досліджуваного середовища, при досягненні тиску відповідної величини, яка зазначена технічними характеристиками приладу, змінюють температуру досліджуваного середовища до стандартної і при досягненні досліджуваним середовищем стандартної температури 20°С збуджують коливання зонда з власною частотою, а величину в'язкості досліджуваного середовища визначають за параметрами зміни амплітуди і частоти власних коливань датчика в’язкості.
Текст
Спосіб вимірювання в'язкості, при якому проводять занурення чутливого елемента, виконаного у вигляді датчика в'язкості, у досліджуване середовище і збудження коливань датчика в'язкості з наступним виміром амплітуди коливань зазначеного датчика в'язкості, який відрізняється тим, що підвищують тиск досліджуваного середовища, при досягненні тиску відповідної величини, яка зазначена технічними характеристиками приладу, змінюють температуру досліджуваного середовища до стандартної і при досягненні досліджуваним середовищем стандартної температури 20°С збуджують коливання зонда з власною частотою, а величину в'язкості досліджуваного середовища визначають за параметрами зміни амплітуди і частоти власних коливань датчика в'язкості Винахід відноситься до області вимірювання в'язкості рідких речовин, зокрема, до приладів для виміру в'язкості, а саме до способів вимірювання в'язкості рідких речовин, і може застосовуватися в системах контролю й автоматичного регулювання в'язкості у нафтохімічній, харчовій, поліграфічній та інших галузях промисловості Відомий спосіб вимірювання в'язкості рідких речовин, при якому проводять занурення чутливого елемента, виконаного у вигляді зонда, у досліджуване середовище, збуджують коливання зонда, і за зміною параметрів коливальної системи, яка зв'язана з величиною в'язкості рідких речовин, визначають її значення [1] Недоліками відомого способу вимірювання в'язкості рідких речовин є складність системи виміру амплітуд коливань зонда При цьому зміни амплітуди коливань зонда практично не відбуваються, оскільки за допомогою відомої системи збудження коливань, виконаної у вигляді генератора частоти, що задає коливання, збуджують змушені коливання зонда з частотою, що задається У зв'язку з цим неможливо встановити 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 До того ж, недоліками відомого способу вимірювання в'язкості рідких речовин є й те, що замір параметрів проводять при різних температурах досліджуваного середовища, а в'язкість його вимірюють у лабораторних умовах при стандартній температурі 20°С Недооцінка температурного фактора буде призводити до накопичування похибок при визначенні фактичної величини в'язкості Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є спосіб визначення в'язкості, при якому проводять занурення чутливого елемента, виконаного у вигляді датчика в'язкості, у досліджуване середовище і збудження коливань датчика в'язкості З наступним виміром амплітуди коливань зазначеного датчика в'язкості [2] Недоліками відомого способу вимірювання в'язкості, обраного як прототип, є складність системи виміру амплітуд коливань датчика в'язкості При цьому зміни амплітуди коливань датчика в'язкості практично не відбуваються, оскільки за допомогою відомої системи збудження коливань, виконаної у вигляді генератора частоти, що задає коливання, збуджують змушені коливання датчика в'язкості З частотою, що задається У зв'язку з цим неможливо встановити залежність амплітуди коливань від в'язкості досліджуваного середовища Можлива для виміру зміна амплітуди коливань відбувається тільки у середовищі із значною в'язкістю, наприклад, у смолі, бетонній суміші, піску, фарбах До того ж, недоліками відомого способу визначення в'язкості є й те, що замір параметрів проводять при різних температурах досліджуваного середовища, а в'язкість його визначають в лабораторних умовах при стандартній температурі 00 ю 20°С Недооцінка температурного фактора буде призводити до накопичування похибок при визначенні фактичної величини в'язкості В основу винаходу поставлена задача шляхом підвищення чутливості засобу вимірювань, що використовується, та урахування температурного фактора, забезпечити підвищення достовірності вимірювання величини в'язкості досліджуваного середовища Суть винаходу в способі вимірювання в'язкості, при якому проводять занурення чутливого елемента, виконаного у вигляді датчика в'язкості, у досліджуване середовище, і збудження коливань датчика в'язкості з наступним виміром амплітуди коливань зазначеного датчика в'язкості досягається тим, що підвищують тиск досліджуваного середовища, при досягненні тиску відповідної величини, яка зазначена технічними характеристиками приладу, змінюють температуру досліджуваного середовища до стандартної і при досягненні досліджуваним середовищем стандартної температури 20°С збуджують коливання зонда з власною частотою, а величину в'язкості досліджуваного середовища визначають за параметрами зміни амплітуди і частоти власних коливань Порівняльний аналіз технічного рішення, що заявляється, з прототипом, дозволяє зробити висновок, що спосіб вимірювання в'язкості, що заявляється, відрізняється тим, що підвищують тиск досліджуваного середовища, при досягненні тиску відповідної величини, яка зазначена технічними характеристиками приладу, змінюють температуру досліджуваного середовища до стандартної і при досягненні досліджуваним середовищем стандартної температури 20°С збуджують коливання зонда з власною частотою, а величину в'язкості досліджуваного середовища визначають за параметрами зміни амплітуди і частоти власних коливань Таким чином, спосіб вимірювання в'язкості, що заявляється, відповідає критерію винаходу «новизна» Суть способу вимірювання в'язкості рідких речовин пояснюється за допомогою креслень, де на фіг 1 наведено конструктивно-компонувальну схему приладу, за допомогою якого проводять вимірювання в'язкості досліджуваного середовища, на фіг 2 - 3 наведені схеми роботи датчика в'язкості, ВІДПОВІДНО у першому і другому півперюдах його коливань, на фіг 4 - 5 наведено залежність частоти f власних (авторезонансних) коливань і амплітуди А коливань датчика в'язкості від в'язкості v досліджуваного середовища та його температури t Для пояснення суті винаходу вибране устаткування, наприклад, у вигляді вібраційного віскозиметра (пристрою для вимірювань в'язкості), який містить, як варіант конструктивного виконання (див фиг 1), ємність 1 для досліджуваного середовища 2, яка з'єднана певним чином з корпусом З На корпусі 3 виконане вікно 4, на прозорій частині якого нанесена координатна сітка Усередині корпуса 3 жорстко закріплені електромагніти 5, які встановлені симетрично і попарно СПІВВІСНО Зовні корпуса 3 розташовані регулювальні гвинти 6 і 7 Гвинт 6 конструктивно виконано зв'язаним з пристосуванням 8 для затягування пружини 9, а гвинт 45812 7 - з пристосуванням 10 для переміщення індукційних датчиків 11, жорстко закріплених на пристосуванні 10 Усередині корпуса 3 в підшипниках кочення 12 закріплений датчик в'язкості, який конструктивно являє собою вал 13 з диском 14 на його вільному КІНЦІ, при цьому диск 14 встановлено своєю площиною перпендикулярно осі вала 13 На валу 13 жорстко закріплені силопередавальні феромагнітні пластини 15 і 16 Кожну з пластин 15 і 16 розташовано в одній площині, що проходить крізь вісь вала 13 Як варіант конструктивного виконання пластини 15 і 16 можуть бути розміщені як в одній площині, так і під кутом одна до одної відносно осі вала 13 У пластини 15 упираються пружини 9, а на пластинах 16 закріплені ПОСТІЙНІ магніти 17, при цьому пружини 9 упираються одним кінцем у пластини 15, а другим - у пристосування 8 Пластини 16 розміщено між електромагнітами 5 Корпус 3 приладу кріпиться до ємності 1 за допомогою замків 18 Внутрішні стінки ємності 1 і корпус 3 утворюють герметичну порожнину 19 Система підвищення тиску виконана такою, що містить компресор 20, вихід якого виконано сполученим з герметичною порожниною 19 приладу через редуктор 21 та обернений клапан 22 за допомогою гнучких шлангів 23 Герметична порожнина 19 виконана сполученою з манометром 24 системи підвищення тиску Вихід електромагнітів 5 виконано сполученим з приладом 25, який реєструє Як прилад 25, який реєструє, може бути використаний реєстратор ЛІНІЙНИХ переміщень датчика в'язкості та з'єднаний з ним електроннообчислювальний частотомір Виходи індукційних датчиків 11 виконано сполученими з електромагнітами 5 послідовно через підсилювач збудження 26 і фазоінвертор 27, а виходи блока керування 28 виконано сполученими з входами приладу 25, який реєструє, підсилювача збудження 26, джерела живлення 29, компресора 20 і оберненого клапана 22 системи підвищення тиску (див фіг1) Виходи джерела живлення 29 виконано сполученими з входами підсилювача збудження 26, приладу 25, який реєструє, блока керування 28 та компресора 20 (див фіг 1) На координатній СІТЦІ, ЩО нанесена на прозорому матеріалі вікна 4, виконана контрольна мітка ЗО, яка зазначає рівень заповнення ємності 1 досліджуваним матеріалом 2 (середовищем) Ємність 1 виконують (як варіант конструкції) у вигляді циліндра з закритою нижньою частиною Усередині корпуса ємності 1 встановлюють термометр 31 та нагрівальний елемент 32 Корпус ємності 1 додатково постачають зовнішньою стінкою 33, яку встановлюють на віддалі від базової стінки корпуса При цьому конструктивно виконують порожнину 34, яка утворюється базовою стінкою корпуса ємності 1 і додатковою стінкою 33, герметично закритою Для підведення у внутрішню порожнину 34 охолодженої або нагрітої речовини, наприклад, води, азоту, пару, на СТІНЦІ 33 встановлюють патрубки 35 для підведення зазначеної охолодженої або нагрітої речовини (позиція 36) Виходи нагрівального елементу 32 з'єднують з джерелом живлення 29 за допомогою електричного ланцюга 37 через блок керування 28 Для підведення у внутрішню порожнину 34 охолодженої або нагрітої речовини, наприклад, води, азоту, 45812 пару, використовують електричний насос 38, входи електричної частини якого виконано сполученими з джерелом живлення 29 через блок керування 28 Патрубки 35 для підведення зазначеної охолодженої або нагрітої речовини (позиція 36), що виконані на ЗОВНІШНІЙ СТІНЦІ 33, сполучені з насосом 38 за допомогою трубопроводів 39 На пластині 15 жорстко закріплено датчик 40 ЛІНІЙНИХ переміщень, вихід якого виконано сполученим з входом приладу 25, який реєструє, а саме, з реєстратором ЛІНІЙНИХ переміщень Суть способу вимірювання в'язкості рідких речовин пояснюється за допомогою устаткування для цієї мети, наприклад, приладу для вимірювань в'язкості, (коливального віскозиметра), конструкція якого наведена у [3], або за допомогою інших приладів [4] Кожний з вищезазначених приладів містить датчик в'язкості, закріплений із можливістю вчинення крутильних коливань, і систему збудження коливань датчика в'язкості, що містить електровібратори, індукційні датчики, магніт, закріплений на датчику в'язкості з можливістю взаємодії з індукційними датчиками, підсилювач низькочастотних коливань і прилад, який реєструє амплітуду і частоту коливань Як прилад, який реєструє амплітуду коливань, може бути використаний реєстратор ЛІНІЙНИХ переміщень датчика в'язкості Як прилад, який реєструє частоту власних (авторезонансних) коливань, може бути використаний електронно-обчислювальний частотомір При цьому датчик в'язкості і електровібратори включені у частоти о-виборчу ланку системи збудження коливань, що реагують на зміну в'язкості середовища, у яке занурений датчик в'язкості Попередньо проводять тарування приладу для вимірювань в'язкості за еталонними значеннями величин в'язкості v матеріалу (речовини) 2, що отримані за допомогою інших відомих методів контролю, наведених, наприклад, у [5] Для цього доводять температуру t досліджуваного середовища до стандартної температури, яка дорівнює 20°С, збуджують коливання датчика в'язкості з власною частотою f і приводять до ВІДПОВІДНОСТІ амплітуду А власних коливань датчика в'язкості з в'язкістю v матеріалу (речовини) 2 для кожного з численних досліджуваних матеріалів (речовин) 2 За одержаними внаслідок контролю значеннями амплітуди А власних коливань і відомих величин в'язкості v матеріалу (речовини) 2 при стандартній температурі досліджуваного середовища 20°С, будують графік залежності амплітуди А власних коливань датчика в'язкості від в'язкості v матеріалу (речовини) 2 та температури t (див фіг 5) ВІДПОВІДНО до графіка залежності А = f (v, t), кожному із значень А амплітуди власних коливань датчика в'язкості буде відповідати визначене значення v в'язкості матеріалу (речовини) 2 Аналогічно за одержаними внаслідок контролю значеннями частоти f власних коливань і відомих величин в'язкості v матеріалу (речовини) 2 при стандартній температурі досліджуваного середовища 20°С будують графік залежності частоти f власних коливань датчика в'язкості від в'язкості v матеріалу (речовини) 2 та температури t (див фіг 4) ВІДПОВІДНО ДО графіка залежності f = f (v, t), кожному із значень f частоти власних коливань датчика в'язкості буде відповідати визначене значення v в'язкості матеріалу (речовини) 2 Маючи тарувальний графік залежності частоти f власних коливань та амплітуди А власних коливань датчика в'язкості від в'язкості v матеріалу (речовини) 2 та температури t, приступають до досліджень з використанням приладу, за допомогою якого виконувались контрольні вимірювання частоти f власних коливань і амплітуди А власних коливань датчика в'язкості Прилад для вимірювань в'язкості працює наступним чином Перед початком досліджень заповнюють ємність 1 досліджуваним матеріалом (рідкою речовиною) 2 до визначеного рівня, при цьому рівень досліджуваного середовища (матеріалу) 2 повинен знаходитись у ВІДПОВІДНОСТІ ДО контрольної мітки ЗО Для заповнення ємності 1 досліджуваним матеріалом 2 відкриваються замки 18, і корпус Зразом з конструктивними елементами підіймається Відкрита ємність 1 заповнюється на таку величину, щоб диск 14 був занурений у досліджуване середовище 2 не менш ніж на 1 / 2 довжини вала 13 (що відповідає рівню, зазначеному контрольною міткою ЗО) Величина заповнення ємності 1 контролюється за контрольною міткою ЗО на координатній СІТЦІ, що нанесена на прозорий матеріал, який закриває вікно 4 Потім корпус 3 за допомогою замків 18 закріплюють на ємності 1 При цьому утворюється герметична порожнина 19 Після проведення зазначених технологічних операцій проводять замір температури досліджуваного середовища (матеріалу) 2, наприклад, за допомогою термометра 31 Якщо температура досліджуваного матеріалу (рідкої речовини) 2 не відповідає стандартній, а саме, 20°С, то її приводять у ВІДПОВІДНІСТЬ до стандартної температури t = 20°С Наприклад, якщо температура досліджуваного матеріалу (рідкої речовини) 2 менше ніж 20°С, то за допомогою блока керування 28 вмикають нагрівальний елемент 32, який є зануреним у досліджуваний матеріал (речовину) 2, що знаходиться у ємності 1, і нагрівають досліджуваний матеріал 2 до відповідної температури t = 20°С Або для нагріву досліджуваного матеріалу (рідкої речовини) 2 використовують метод пропускання нагрітої речовини, наприклад, газу або води (позиція 36), крізь порожнину 34 між корпусом ємності 1 та додатковою зовнішньою стінкою 33 Для цього використовують електричний насос 38 (як варіант конструктивного виконання приладу) Вмикання насосу 38 здійснюється за допомогою блока керування 28, який подає команду на з'єднання електричного ланцюга 37 від джерела живлення 29 з двигуном насоса При роботі насоса 38 нагріта речовина 36 подається по трубопроводу 39 крізь патрубок 35 до внутрішньої порожнини 34 між корпусом ємності 1 та додатковою зовнішньою стінкою 33, а з зазначеної порожнини 34 під тиском виштовхується в магістраль зливу Циркуляція нагрітої речовини 36 призводить до нагріву досліджуваного середовища 2 до температури, яка задається нормативними параметрами, а саме, до стандартної температури t = 20°С Якщо температура досліджуваного матеріалу (рідкої речовини) 2 45812 більше ніж 20°С, то для охолодження досліджуваного матеріалу (рідкої речовини) 2 використовують метод пропускання холодної речовини, наприклад, газу, азоту або води (позиція 36) крізь порожнину 34 між корпусом ємності 1 та додатковою зовнішньою стінкою 33 (як показано вище) У цьому разі при роботі насоса 38 охолоджувальна речовина 36 подається по трубопроводу 39 крізь патрубок 35 до внутрішньої порожнини 34 між корпусом ємності 1 та додатковою зовнішньою стінкою 33, а із зазначеної порожнини 34 під тиском виштовхується в магістраль зливу Циркуляція охолоджувальної речовини 36 призводить до охолодження досліджуваного середовища 2 до температури, яка задається нормативними параметрами, а саме, до стандартної температури t = 20°С Насос 38 може, як варіант конструктивного виконання, працювати в автоматичному режимі, підтримуючи температуру досліджуваного середовища 2 у ВІДПОВІДНОСТІ до температури, яка задається нормативними параметрами, а саме, до стандартної температури t = 20°С Водночас з приведенням досліджуваного матеріалу 2 до ВІДПОВІДНОСТІ стандартній температурі 20°С, виходи індукційних датчиків 11 і електровібраторів 5 приладу з'єднують електричними ланцюгами 37 з входами, ВІДПОВІДНО, підсилювача збудження 26 і приладу 25, який реєструє (реєстратора ЛІНІЙНИХ переміщень датчика в'язкості і частотоміра) Виходи підсилювача збудження 26 і приладу 25, який реєструє, з'єднують електричним ланцюгом 37 з входом джерела живлення 29 (див фіг 1) Проводять перевірку ВІДПОВІДНОСТІ температури досліджуваного матеріалу 2 стандартній температурі 20°С (за допомогою термометра 31) та занурення робочого органа (диска 14) у досліджуваний матеріал (середовище) 2 Диск 14 датчика в'язкості повинен бути цілком зануреним у згаданий досліджуваний 2 При досягнення ВІДПОВІДНОСТІ вищезазначеним вимогам щодо температури (t = 20°С) досліджуваного матеріалу 2 та положення занурення диска 14 датчика в'язкості у досліджуваний матеріал 2 вмикають джерело живлення 29 і подають живлення на підсилювач збудження 26 і прилад 25, який реєструє При підключенні джерела живлення 29 до підсилювача збудження 26 і приладу 25, який реєструє, а блока керування 28 - до входів частотоміра 25, підсилювача збудження 26, джерела живлення 29, компресора 20, оберненого клапана 22 системи підвищення тиску, а також насосу 38,- прилад для вимірювань в'язкості готовий до роботи За допомогою блока керування 28 вмикають компресор 20 і стиснуте повітря через регулятор тиску 21 і обернений клапан 22 подається по гнучким шлангам 23 в герметичну порожнину 19 приладу Тиск повітря в герметичній порожнині 19 контролюється за допомогою манометра 24 При досягненні тиску повітря в порожнині 19 зазначеній величини (яка задається технічними характеристиками приладу), компресор 20 вимикається, а обернений клапан 22 утримує тиск повітря зазначеної величини в порожнині 19 приладу При вмиканні приладу в роботу за допомогою блока керування 28, в індукційному датчику 11, 8 який знаходиться в магнітному полі постійного магніту 17, відпрацьовується сигнал у вигляді електрорушійної сили (є р с ) індукції При цьому індукційні датчики 11 і ПОСТІЙНІ магніти 17 встановлені так, що є р с відпрацьовується тільки в одному з датчиків 11 Сигнал з цього датчика 11 через фазоінвертор 27 подається на підсилювач збудження 26, де робиться його підсилювання, і далі, за допомогою фазоінвертора 27, на діагонально-протилежні магніти 5 (див фіг 1) Електромагніти 5 (до яких підведений підсилений сигнал) починають діяти на силопередавальну феромагнітну пластину 15 парою сил F відносно осі обертання вала 13 При цьому вал 13 буде провертатися у підшипниках кочення 12 у напрямку моменту М, створеного парою сил F від електромагнітів 5 (див фіг 2) Діагонально протилежні (відносно працюючих електромагнітів 5) пружини 9 почнуть стискуватися, накопичуючи енергію При досягненні положення рівноваги, при якому сила від електромагнітів 5 буде дорівнювати силі затягнення пружини 9, сигнал на працюючому індукційному датчику 11 буде дорівнювати "нулю", а тому і "нулю" на електромагнітах 5 Не отримуючи протидії з боку електромагнітів 5 (задіяних у перший півперюд коливань - див фіг 2), пружини 9 почнуть розтягуватися, намагаючись повернутися у положення рівноваги Вал 13 з диском 14 почне провертатися у зворотний бік У другий період коливань у роботу вступає другий індукційний датчик 11, сигнал з якого, після підсилення у підсилювачі збудження 18, буде надходити за допомогою фазоінвертора 27 на два інших діагонально протилежних електромагніта 5, які впливають парою сил F (другого знаку) на силопередавальну феромагнітну пластину 15, при цьому вони будуть надавати їй безконтактно додатковий рух у зворотний бік відносно першого півперюду коливань (див фіг 3) Таким чином, виникають механічні коливання системи "вал - диск - пружини", що не затухають протягом часу, і синфазні з ними електричні коливання в системі "датчик - підсилювач збудження електромагніти", частота яких у точності дорівнює частоті власних коливань системи "вал з диском досліджуване середовище" Вимірювання частоти f власних коливань здійснюється за допомогою приладу 25, який реєструє, сигнал на який надходить з електромагніта 5 (а саме, до електронно-обчислювального частотоміра) Вимірювання амплітуди А власних коливань здійснюється за допомогою приладу 25, який реєструє, сигнал на який надходить з датчика 40 ЛІНІЙНИХ переміщень (а саме, до реєстратора ЛІНІЙНИХ переміщень) Залежно від в'язкості та ЩІЛЬНОСТІ досліджуваного середовища 2, тертя між диском 14, який занурено у досліджуване середовище 2, і середовищем буде різним Наскільки середовище 2 буде близьким до рідкого становища, настільки і сила тертя буде меншою, а частота власних крутильних коливань f і амплітуда А - більшою І навпаки, у досліджуваному середовищі більшої ЩІЛЬНОСТІ, сили зчеплення середовища 2 і диска 14 можуть бути настільки значними, що при певній (початковій) жорсткості динамічної системи, зусиль від електромагнітів 5 не вистачить, щоб їх подолати В 45812 цьому випадку, за допомогою регулювального гвинта 7, індукційний датчик 11, жорстко закріплений на пристосуванні 10, переміщується у бік постійного магніту 17 Зменшення зазору між датчиком 11 і постійним магнітом 17 призводить до того, що збільшується величина сигналу, що виробляється датчиком 11, у вигляді є р с індукції, і, як наслідок, збільшується потужність сигналу, який надходить від підсилювача збудження 26 на електромагніти 5 Одночасно, шляхом стиснення за допомогою ВІНТІВ 6 пружин 9, здійснюють деяке збільшення частоти обертання валу 13, і, як наслідок, зменшення амплітуди коливань (кута повороту а - див фіг 2 та фігЗ) зазначеного валу 13 Зменшення кута повороту а вала 13 з диском 14 буде сприяти зменшенню сили тертя між середовищем 2 і диском та підвищить чутливість частотно-вибіркової ланки При виконанні контрольного заміру параметрів в'язкості досліджуваного матеріалу 2, яким можуть бути, наприклад, фарба, нафта, бензин, керосин, спирт та ІНШІ речовини, заміряють частоту f авторезонансних (власних) коливань частотновибіркової ланки Тертя між собою диска 14 та досліджуваного матеріалу 2 призведе до виникнення дисипативних сил тертя і, як наслідок, до зменшення частоти f авторезонансних коливань системи "вал з диском - досліджуване середовище" Знаючи виміряні раніш еталонні частоти коливань f частотно-вибіркової ланки в ємності з досліджуваним матеріалом 2, параметри якого перевірені іншими методами контролю [4]), і порівнюючи їх з показниками приладу 25, що реєструє, при контрольному вимірюванні, отримують за номограмою залежності частоти авторезонансних коливань f системи "вал з диском - ємність - досліджуваний матеріал" від в'язкості v досліджуваного матеріалу та температури t оточуючого середовища, величину в'язкості v досліджуваного матеріалу (див номограму на фіг 4) Наприклад, при контрольному вимірюванні в'язкості V досліджуваного матеріалу була отримана частота авторезонансних коливань f1 Згідно З номограмою, на осі f знаходять величину f1, проводять перпендикуляр до графіка t (на фіг 4 - зазначено t1, t2, t3 та t4), ВІДПОВІДНО до температури t1 (як приклад), переходять паралельно базової осі до графіка зміни в'язкості v і, опускаючи перпендикуляр з точки перетину зазначеного графіка на вісь v, отримують величину фактичної в'язкості v1 досліджуваного матеріалу (див номограму на фіг 4) За допомогою приладу 25, який реєструє (наприклад, реєстратора ЛІНІЙНИХ переміщень датчика в'язкості), визначають фактичну амплітуду А1 власних коливань датчика в'язкості, що буде відповідати фактичному значенню в'язкості vi досліджуваного матеріалу (рідкої речовини) 2 Для цього на графіку залежності А = f (v, t) на осі А вибирають фактичне значення амплітуди А1 власних коливань, проводять перпендикуляр до перетину з t (на фіг 5 зазначено t1, t2, t3 та t4) ВІДПОВІДНО до температури t1 (як приклад), переходять паралельно базовій осі до графіка зміни в'язкості v і, опускаючи перпендикуляр з точки перетину зазначеного графіка на вісь v, отримують величину фактичної в'язкості V1 досліджуваного матеріалу 10 (див номограму на фіг 5) Отримане значення в'язкості v1 буде відповідати фактичній в'язкості v1 досліджуваного матеріалу (рідкої речовини) 2 (див фіг 5) Для спрощення операції визначення фактичної величини в'язкості v прилад 25, який реєструє частоту f власних (авторезонансних) коливань і амплітуду А коливань, можна відградуювати за показниками в'язкості Після проведення досліджень за допомогою блока керування 28 подають команду на обернений клапан 22, який стравлює тиск повітря з порожнини 19 до атмосфери При цьому паралельно подають команду на прилад 25, який реєструє, підсилювач збудження 26, джерело живлення 29, насос 38 та компресор 20, які вимикають з роботи Після ТОГО, ЯК ТИСК повітря з порожнини 19 буде стравлено, відкривають замки 18, знімають з ємності 1 корпус 3, а досліджуване середовище 2 зливають із зазначеної ємності 1 На цьому процес досліджувань закінчується Використання як показника в'язкості досліджуваної речовини частоти власних (авторезонансних) коливань та амплітуди власних коливань дозволить підвищити точність вимірювання в'язкості досліджуваного середовища, розширити функціональні можливості пристрою шляхом вимірювання в'язкості не тільки рідких середовищ, але й середовищ, які мають більшу в'язкість та ЩІЛЬНІСТЬ Використання приладу, який пропонується для використання зазначеного способу, можливо не тільки у виробничих умовах, але й у польових Зазначений прилад також може бути розташованим у конструкції баків для зберігання різноманітних речовин, наприклад, в баках для пального літальних апаратів, в ємностях для зберігання пального на автозаправних станціях, в ємностях для перевезення фарби, молока та інше Контроль за вимірюванням фізико-хімічних властивостей вищезазначених речовин, у цьому випадку, може вестись дистанційно, в автоматичному режимі Підвищення ефективності застосування способу вимірювання в'язкості, ЩО заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається за рахунок підвищення точності визначення частоти і амплітуди коливань чутливого елемента, зануреного у досліджуване середовище, а саме, за рахунок використання авторезонансних режимів коливань динамічної системи, які найбільш точно відображають зміну впливу величини в'язкості на згадану динамічну систему У способі вимірювання в'язкості, що заявляється, використовується коливальна система самоналагоджувального типу, динамічні характеристики якої залежать тільки від жорсткості вмонтованих пружних елементів (пружин) і від реологічних характеристик досліджуваного середовища, зокрема, від в'язкості Підвищення ефективності застосування способу вимірювання в'язкості досягається також і тим, що при проведенні контрольних вимірювань в'язкості її приводять до стандартної температури, при якій визначають фактичну в'язкість досліджуваного середовища, і під ВІДПОВІДНИМ тиском, що збільшує сили тертя між чутливим елементом датчика в'язкості і досліджуваним середовищем тощо Джерела інформації 11 45812 12 5 H И Орел, Э В Губачек, Б Й Березин, В 1 а с CPCP №775667 від 3 0 1 0 8 0 , (бюлеМ Водолазская «Справочник технологатень № 40), MI1KG01N 11/16-аналог полиграфиста», часть 5, Печатные краски, М , 2 а с CPCP №685957 від 18 0 9 7 9 , «Книга», 1988г, стр 188 - 202, §4 3 «РеологичесMF1KG01 N11/16- прототип кие свойства красок для издательских целей» 3 а с CPCP №212615, MnKG01N11/16, 1967 4 а с CPCP № 238875, MnKG01N11/16, 1966 ,_т г JF \ Id- it ^15 \ W ФІГ.1 Фіг. 2 IV .-5-І 13 45812 14 Температура Фіг. 5 і °С " Ампмтудо emc/tux ко/швань Фіг. З Температура / Частота втснох (атарезсшаисиих) коливань •іг.4 В'язкість ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 В'язкість
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюNykyforuk Bohdan Vasyliovych, Yershova Emma Oleksandrivna
Автори російськоюНикифорук Богдан Васильевич, Ершова Эмма Александровна
МПК / Мітки
МПК: G01N 11/16
Мітки: вимірювання, в'язкості, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-45812-sposib-vimiryuvannya-vyazkosti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб вимірювання в’язкості</a>
Попередній патент: Прилад для вимірювань в’язкості
Наступний патент: Пристрій для активації розчинів реагентів
Випадковий патент: Спосіб визначення свіжості м'яса