Коливальний віскозиметр

Коливальний віскозиметр, який містить корпус, контур збудження коливань, який містить спарений електромагніт, який відрізняється тим, що він оснащений підсилювачем збудження, частот 37883 силювача збудження з електромагнітами і частотоміром. Порівняльний аналіз з прототипом показує, що коливальний віскозиметр, що заявляється, відрізняється тим, що він оснащений підсилювачем збудження, частотно-коливальною ланкою, яка містить двохконсольний вал з жорстко закріпленим на торці однієї з його консолей диском, пружини і вузли настроювання жорсткості динамічної системи, індукційними датчиками, постійними магнітами і частотоміром, у контур збудження коливань введена додаткова пара електромагнітів, при цьому частотно-коливальна ланка зв'язана з контуром збудження коливань через силопередавальні феромагнітні пластини, жорстко і симетрично закріплені на другій консолі вала у площині його осі, а виходи індукційних датчиків сполучені з електромагнітами і частотоміром. Таким чином, коливальний віскозиметр, що заявляється, відповідає критерію винаходу "новизна". Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено загальний вигляд коливального віскозиметра з розтинами для пояснення конструкції, на фіг. 2 наведена конструктивнокомпонувальна схема коливального віскозиметра (на вигляді збоку), на фіг. З наведена конструктивно-компонувальна схема коливального віскозиметра (на вигляді зверху), на фіг. 4 наведена схема збудження крутильних коливань вала з диском, на фіг. 5 зображено загальний вигляд коливального віскозиметра з обладнанням, яке використовується, на фіг. 6 наведена блок-схема коливального віскозиметра, яка пояснює його роботу, на фіг. 7 наведена номограма залежності частоти авторезонансних коливань f системи "балка-ємністьдосліджуваний матеріал" від в'язкості v дослідного матеріалу та температури t навколишнього середовища. Коливальний віскозиметр містить ємність 1 для досліджуваної рідини 2, яка з'єднана певним чином з корпусом 3. На корпусі 3 є вікно 4, на прозорій частині якого нанесена координатна сітка. Усередині корпуса 3 жорстко закріплені електромагніти 5, які встановлені симетрично і попарно співвісно. Зовні корпуса З розташовані регулювальні гвинти 6 і 7. Гвинт 6 зв'язаний з пристроєм 8 для затягування пружини 9, а гвинт 7 - з пристроєм 10 для переміщення індукційних датчиків 11, жорстко закріплених на пристрої 10. Усередині корпуса 3 у підшипниках кочення 12 закріплений вал 13 з диском 14 на вільному кінці. На валу 13 жорстко закріплені силопередавальні феромагнітні пластини 15 і 16. Пластини 15 і 16 розташовані в одній площині, що проходить крізь вісь 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 пристрій 8. Виходи індукційних датчиків 11 зв'язані з входом підсилювача збудження 18. Виходи підсилювача збудження 18 виконано зв'язаними з електромагнітами 5 і частотоміром 19. Корпус 3 кріпиться на ємності 1 за допомогою замків 20. Входи підсилювача збудження 18 та частотоміра 19 виконано зв'язаними з джерелом живлення 21. Коливальний віскозиметр працює таким чином. По-перше, в ємність 1 заливається досліджуване середовище 2, для чого відкриваються замки 20 і корпус 3 разом з конструктивними елементами підіймається, а ємність 1 заповнюється на величину, щоб диск 14 був занурений у досліджуване середовище 2 не менш ніж на 1/2 довжини вала 13. Потім корпус З за допомогою замків 20 закріплюється на ємності 1. При підключенні джерела живлення 21 до підсилювача збудження 18 і частотоміра 19 прилад (коливальний віскозиметр) готовий до роботи. При цьому, по-перше, в індукційному датчику 11, який знаходиться в магнітному полі постійного магніту 17, відпрацьовується сигнал у вигляді електрорушійної сили (е.р.с.) індукції. При цьому індукційні датчики 11 і постійні магніти 17 встановлені так, що е.р.с. відпрацьовується тільки в одному з датчиків 11. Сигнал з цього датчика 11 подається на підсилювач збудження 18, де робиться його підсилювання, і далі, на діагональнопротилежні магніти 5 (див. фіг. 6). Електромагніти 5 (до яких підведений підсилений сигнал) починають діяти на силопередавальну феромагнітну пластину 15 парою сил відносно осі обертання вала 13. При цьому вал 13 буде обертатися у підшипниках кочення 12 у напрямку моменту М, створеного парою сил від електромагнітів 5 (див. фіг. 4). Діагональне 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 період коливань - див. Фіг. 4), пружини 9 почнуть розтягатися, намагаючись повернутися у положення рівноваги. Вал 13 з диском 14 почне провертатися у зворотній бік. У другий період коливань у роботу вступає др угий індукційний датчик 11 (на фіг. 1-3 симетрично розташований відносно осі вала 13 другий індукційний датчик, 11 конструктивно не показаний), сигнал з якого, після підсилення у підсилювачі збудження 18, буде надходити на два інших діагональне протилежних електромагніта 5, які впливають парою сил (другого знаку) на силопередавальну феромагнітну пластину 15, при цьому вони будуть надавати їй безконтактне додатковий рух у поворотний бік від першого півперіоду коливань. Таким чином, виникають механічні коливання системи "вал 13 - диск 14 - пружини 9", що не затухають, і співфазні з ними електричні коливання в системі "датчик 11-підсилювач збудження 18 електромагніти 5", частота яких у точності дорівнює частоті власних коливань системи "вал з диском-досліджуване середовище 2". Вимірювання частоти власних коливань здійснюється за допомогою електронно-лічильного частотоміра 19. Залежно від 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 сила тертя буде менше, а частота власних крутильних коливань f більше. І навпаки, у середовищі більшої щільності 2 37883 сили щеплення середовища і диска можуть бути настільки значними, що при певній (початковій) жорсткості динамічної системи зусиль від регулювального гвинта 7 індукційний датчик 11, жорстко закріплений на пристрої 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 е.р.с. індукції, і, як наслідок, збільшується потужність сигналу, який надходить від підсилювача збудження 18 на електромагніти 5. Одночасно, шляхом стиснення за допомогою гвинтів 6 пружин 9 добиваються деякого збільшення частоти обертання вала 13 і, як наслідок, зменшення амплітуди коливань (кута повороту а - див. фіг. 4) зазначеного вала 13. Зменшення кута повороту a вала 13 з диском 14 буде сприяти зменшенню сили тертя між середовищем 2 і диском та підвищить чутливість частотновибіркової ланки. При виконанні контрольного вимірювання в'язкості досліджуваного матеріалу 2, якими можуть бути, наприклад, нафта, бензин, гас, спирт, молоко, сметана та інші речовини, вимірюють 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 13 з диском 14 - досліджуване середовище 2". Знаючи виміряні раніш еталонні частоти коливань f частотно-вибіркової ланки в ємності з досліджуваним матеріалом 2, параметри якого виміряні іншими засобами вимірювань), і порівнюючи їх з показниками частотоміра 19 при контрольному вимірюванні, отримують за номограмою залежності частоти авторезонансних коливань f системи "балка-ємність-досліджуваний матеріал" від в'яз кості v досліджуваного матеріалу та температури t навколишнього середовища, величину в'язкості v дослідного матеріалу (див. номограму на фіг. 7). Наприклад, при контрольному вимірюванні в'язкості v досліджуваного матеріалу була о тримана частота авторезонансних коливань f1. Згідно з номограмою, на осі f знаходять величину f1, проводять перпендикуляр до сімейства кривих t (на фіг. З зазначено t1, t2, t3 та t4) відповідно до температури t3 (як приклад), переходять паралельно базовій осі до графіка зміни в'язкості v і опускаючи перпендикуляр з точки перетину графіка на вісь v, отримують величину фактичної в'язкості v1 досліджуваного матеріалу. Використання як показника щільності досліджуваної речовини частоти власних коливань дозволить підвищити точність визначення щільності досліджуваного середовища, розширити функціональні можливості приладу для вимірювання щільності не тільки рідких середовищ, але й тих середовищ більшої в'язкості та щільності. Використання запропонованого приладу можливо не тільки у виробничих умовах, але й у польових, воно також може бути розташовано у конструкції тари для зберігання різноманітних речовин, наприклад, у бочках для пального літальних апаратів, в ємностях для зберігання пального на автозаправних станціях, в ємностях для перевезення молока та інше. Контроль за вимірюванням фізико-хімічних властивостей вищезазначених речовин, у цьому випадку, може вестися дистанційно. Джерела інформації: 1. А.С. СРСР № 717625, 1980 р., МПКG01N11/16-аналог. 2. А.С. СРСР № 238875,1966 р., МПКG01N11/16-аналог. 3. А.С. СРСР № 789704,1980 р., МПКG01N11/16-прототип. 3 37883 Фіг. 1 4 37883 Фіг. 2 5 37883 Фіг. 3 6 37883 Фіг. 4 7 37883 Фіг. 5 Фіг. 6 8 37883 Фіг. 7 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 9