SU699399A1 - Ultrasonic viscosimeter - Google Patents

Ultrasonic viscosimeter

Info

Publication number
SU699399A1
SU699399A1 SU772491402A SU2491402A SU699399A1 SU 699399 A1 SU699399 A1 SU 699399A1 SU 772491402 A SU772491402 A SU 772491402A SU 2491402 A SU2491402 A SU 2491402A SU 699399 A1 SU699399 A1 SU 699399A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sensor
output
amplifier
input
cascade
Prior art date
Application number
SU772491402A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Константинович Смирнов
Original Assignee
Smirnov Yurij K
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Smirnov Yurij K filed Critical Smirnov Yurij K
Priority to SU772491402A priority Critical patent/SU699399A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU699399A1 publication Critical patent/SU699399A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности, к устройствам дл  измерени  реологически характеристик жидких сред.The invention relates to a measurement technique, in particular, to devices for measuring the rheological characteristics of liquid media.

ультразвуковые приборы дл  измерени  внутреннего трени : в металлах и жидкост х, содержащие соединенные последовательно возбудитель , измерительный преобразователь , линейный усилитель, детектор сравнивающее устройство, триггер измерительное устройство 1. Ultrasonic devices for measuring internal friction: in metals and liquids, containing a pathogen connected in series, a measuring transducer, a linear amplifier, a detector comparing device, a trigger measuring device 1.

Из-за вли ни  температуры эти приборы имеют невысокую точность измерений.Due to the influence of temperature, these devices have a low measurement accuracy.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности  вл етс  ультразвуковой вискозиметр, содержащий генератор импульсов, усилитель мощности, выход которого подключен к измерительному преобразователю и входу предварительного усилител , соединенные последовательно оконечный усилитель, детектор-Фильтр , сравнивающее устройство , триггер, измерительное устройство 12.The closest to the invention in its technical essence is an ultrasonic viscometer that contains a pulse generator, a power amplifier, the output of which is connected to a measuring transducer and a preamplifier input, connected in series with a terminal amplifier, detector-filter, comparison device, trigger, measuring device 12.

Одако точность измерений известного выскозиметра снижаетс  изза дополнительного нагревани  измер емой жидкости, обусловленного .превращением энергии механических колебаний преобразовател  в тепло. При попытке ограничить величину нагрева путем уменьшени  амплитуды колебаний преобразовател  точность измерений начинает ухадшатьс  из-за вли ни  шумов усилител .Это усу- f губл етс  теМ|, что начальна  Аьщли0 туда колебаний преобразовател  зависит от измер емой в зкости (она уменьшаетс  при увеличении в зкости).However, the accuracy of measurements of a known viscometer is reduced due to the additional heating of the measured liquid, due to the conversion of the energy of mechanical oscillations of the converter into heat. When trying to limit the amount of heat by reducing the amplitude of the oscillations of the converter, the measurement accuracy starts to deteriorate due to the influence of the amplifier noise. This aggravates the measurement | that the initial vibration of the converter depends on the measured viscosity (it decreases with increasing viscosity). ).

Явлени  эти ограничивают точность измерений и сужают динамический , These phenomena limit the accuracy of measurements and narrow the dynamic,

5 диапазон измер емых величин, что особенно про вл етс  при повышении частоты колебаний преобразовател , ибо тепловыделение пр мо пропорцио нально кубу частоты.5, the range of measured values, which is especially manifested with an increase in the oscillation frequency of the converter, since the heat release is directly proportional to the cube of the frequency.

00

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерений и повышение их точности.The aim of the invention is to expand the measurement range and increase their accuracy.

Достигаетс  это тем, что в состав устройства дополнительно введены This is achieved by the fact that the device is additionally introduced

Claims (2)

5 модул тор и каскад с регулируемой полосой пропускаемых частот, входы управлени  которых подключены к вьлходу измерительного устройства, второй вход и выход модул тора сое0 динены соответственно с выходом генератора импульсов и входом усил тел  мощности, а второй вход и выход каскада с регулируемой полосой соответственно с выходом предварительного усилител -и входом оконеч ного усилител . На чертеже представлена схема ультразвукового вискозиметра,. Предлагаемый вискозиметр содержит ге.нератор импульсов 1, модул тор 2, усилитель мощности 3, измер тельныйпреобразователь 4, предвар тельный усилитель 5, каскад с регу лируемой полосой б, оконечный уси|;1итель 7, детектор-фильтр 8, сравнивающее устройство 9, характеризующеес  двум  уровн ми сравнени , триггер 10 с раздельными входами, -измерительное устройство 11, В вискозиметре могут быть испол зованы в качестве измерительного п разовател  магнитострикционные датч и в зкости с крутильными колебани представл ющие собою колебательную систему,добротность которой зависи от величины измер емой в зкости,Со венна  добротность QO указанных датчиков равна, приблизительно500 , При погружении в измер емую жидкость добротность датчика Q j; и мен етс  в зависимости от величины добротности Q )« . где Qsf Itf/oL, - собственна  частота колебаний датчика, ci. - затухание свободных колебаний датчика в жидкости. Дл  датчика по авт.св. № 204379 Г5 Л где R и RJJ- соответственно внешни и внутренний радиусы резонатора датчика; Р - плотность материала резонатора . 26 - длина резонатора; р, - плотность и в зкость измер емой жидкости. Дл  никелевого резонатора с раз мерами. I 3 cM,.R 0,5 см., RO 0,4 см, частота колебаний f 25000 ГЦ, Qo 500, При этом В случае измерени  воды ( « 0,01 пуаз,Р 1 г/см) QA 6750 Q 466, а в случае минерального мадла ( J 1,77 пуаз, р 0,905;Г/см5) G| 169, 126. Рассматриваемый вискозиметр работает с импульсно возбуждаемыми датчиками. Генератор 1 вырабатывае запускающие импульсы напр жени , Модул тор 2 усиливает этот сигнал в зависимости от величины напр жени  обратной св зи, поступающего с выхЪда измерительного устройства 11. Яатем усиленные усилителем 3 импульсы поступают на измерительный преобразователь (датчик) 4 и на вход усилител  5. Яатухающее напр жение, снимаемоес датчика, усиливаетс  в предварительном усилителе 5, проходит каскад с регулируемой полосой 6 и оконечный усилитель 7. Полоса частот, пропускаемых каскадом 6, управл етс  цепью обратной св зи с вьвсода измерительного устройства 1i Огибающа  усиленного напр жени , завис ща  от затухани  oL г-rcf/Qj,, выдел етс  детектором-фильтром 8 и поступает на сравнивающее устройст&о 9 с двум  уровн ми сравнени  Е,(Ч, и ECJ Импульсы, соответствующие уровн м Ej. и Ej;2 поступают на входы триггера 10, длительность импуЛЬса ut которого в первом приближении не зависит от измерений начальной амплитуды затухающего по зкспоненте сигна ха датчика : .М V где Е ЕС. В измерительном устройстве 11 производитс  вычисление измер емой величины Л Р;К на основании известных (измеренных заран.ее) значений QQ, f, If R-i f RO P-1 ci/Ec2« измеренной прибором величины b.t, Напр жение обратной св зи, снимаемое с устройства 11, пропорционально величине Q. При увеличении Q происходит сужение полосы частот, пропускаемых каскадом 5, а коэффициент усилени  усилител , содержащего каскады 5,6 и 7, не мен етс , В этом случае при уменьшении измер емой в зкости уменьшаетс  действующее значение шумов усилител , что способствует сохранению точности прибора при уменьшении в зкости и, следовательно, позвол ет расширить диапазон измер емых величин в сторону их уменьшени  при сохранении заданной точности . Яедобкодимость введени  в схему модул тора 2 обусловлена следующим. Яача Яьна  амплитуда колебаний резонатора датчика при посто нной амплитуде возбуждени  зависит от величины измер емой в зкооти. Это св зано с.тем, что при погружении датчика в жидкость резонатор становитс  несимметричным , вследствие чего часть энергии колебаний рассеиваетс  в системе креплени  резонатора. В рассматриваемом диапазорш измерений v(Q 126 - 466) амплитуда колебаний p e30HaTOjC)a отличаетс  в 2-3 раза в крайних точках диапазона (при увеличении в зкости амплитуда умень шаетс ) , Величина минимальной амплитуды , допускаема  при больших в зкост х , должна выбиратьс , исход  из допускаемого перегрева жидкости, возникаюшег о из-за превращени  энергии механических колебаний в тепло. Величина этого перегрева должна быть значительно меньше точности стабилизации температуры в термостате , т.е. значительно меньше 0,02 - 0,1°С дл  лабораторных термостатов . При экспериментах вы снено, что в случае ультразвуковой частоты колебаний сравнительно трудно достич малого перегрева, ибо даже при тгжо небольшой амплитуде колебаний как 0,5-10 см наблюдаетс  заметное теп ловыделение, что подтверждаетс  также и теоретическими расчетами. Увеличение амплитуды колебаний в жидкост х с малой в зкостью приводит к ухудшению точности измерений из-за возрастани  перегрева, что может быть устранено введением модул тора 2, обеспечив ак)1цего уменьшение возбуждени  датчика при возрастании величины Qj. Это также способствует расширению диапазона измер емых величин и ловышению точности измерений. Использование предлагаемого вискозиметра позвол ет расширить диапазон измер емых величин по край ней мере в 15 раз, уменьшить величину температурной нестабильности изм р емой жидкости на два пор дка и . довести их до сотых долей градуса, что позвол ет вести технологический контроль в зкости малоподвижных (неперемешиваемых) жидкостей, в которых затруднен теплообмен. Формула изобретени  Ультразвуковой вискозиметр, содержащий генератор импульсов, усилитель мощности, выход которого подключен к измерительному преобразователю и входу предварительного усилител , соединенные последовательно оконечный усилитель, детектор-фильтр, сравнивающее устройство, триггер, измерительное устройство, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерений и повышенй  их точности, в него дополнительно введены модул тор и каскад с регулируемой полосой пропускаемых частот, входы управле(и  которых подключены к выходу измерительного устройства, второй вход и выход модул тора соединены соответственно с выходом генератора импульсов и входом усилител  мощности, а второй вход и выход каскада с регулируемой полосойсоответственно свыходом предварительного усилител  и входом оконечного усилител ./ Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.FUSfield H.J, Apparatus for rapid measurement of internal friction . Review of Seientific Instrur menti 1950, V 21, 7, p, 612. 5 modulator and cascade with adjustable frequency bandwidth, the control inputs of which are connected to the measuring device, the second input and output of the modulator are connected respectively with the output of the pulse generator and the input of the power amplifier, and the second input and output of the cascade with adjustable band respectively preamplifier output and termination amplifier input. The drawing shows a diagram of the ultrasonic viscometer. The proposed viscometer contains a pulse generator 1, a modulator 2, a power amplifier 3, a measuring transducer 4, a preamplifier 5, a cascade with an adjustable band b, a terminal usi |; 1 7, a detector-filter 8, a comparison device 9 characterized by two levels of comparison, trigger 10 with separate inputs, measuring device 11, the viscometer can be used as a measuring device for magnetostrictive sensors and torsional oscillations representing oscillatory systems Quality factor which depends on the magnitude of the measured viscosity, Co Venn QO Q factor of said sensors is equal, priblizitelno500, When immersed in liquid sensed by sensor quality factor Q j; and varies with the quality factor Q) ". where Qsf Itf / oL, is the natural frequency of oscillation of the sensor, ci. - attenuation of free oscillations of the sensor in a liquid. For the sensor by author. No. 204379 G5 L where R and RJJ- are, respectively, external and internal radii of the sensor resonator; P is the density of the resonator material. 26 is the length of the resonator; p is the density and viscosity of the liquid being measured. For a nickel resonator with dimensions. I 3 cM, .R 0.5 cm., RO 0.4 cm, the oscillation frequency f 25000 HZ, Qo 500, In this case, in the case of water measurement ("0.01 poises, P 1 g / cm) QA 6750 Q 466 and in the case of the mineral madla (J 1.77 poise, p 0.905; G / cm5) G | 169, 126. The considered viscometer works with pulsed excitation sensors. The generator 1 generates triggering voltage pulses. The modulator 2 amplifies this signal depending on the magnitude of the feedback voltage coming from the output of the measuring device 11. I then amplified by the amplifier 3, the pulses go to the measuring transducer (sensor) 4 and to the input of the amplifier 5. The attenuating voltage removed by the sensor is amplified in preamplifier 5, passes through a cascade with adjustable band 6 and terminal amplifier 7. The band of frequencies transmitted by cascade 6 is controlled by a feedback circuit with an output Measuring device 1i Envelope of amplified voltage, depending on the attenuation ωL-rcf / Qj ,, is detected by the detector-filter 8 and is fed to a comparison device & 9 with two levels of comparison E, (H, and ECJ Pulses corresponding to The levels Ej. and Ej; 2 are fed to the inputs of trigger 10, the duration of the impulse ut which, in the first approximation, does not depend on the measurements of the initial amplitude of the attenuating signal of the sensor x: M V where E is EC. The measuring device 11 calculates the measured value L P; K based on the known (measured in advance) its values QQ, f, If Ri f RO P-1 ci / Ec2 "device measured value bt, feedback voltage, taken from device 11, proportional to Q. With increasing Q, the bandwidth of the band passed by cascade 5 narrows, and the gain of the amplifier containing the stages 5,6 and 7 does not change. In this case, the effective noise value decreases with decreasing measured viscosity amplifier that contributes to the preservation the accuracy of the device with a decrease in viscosity and, therefore, allows to expand the range of measured values in the direction of their reduction while maintaining the specified accuracy. The homogeneity of the introduction to the circuit of the modulator 2 is due to the following. At a time, the amplitude of oscillations of the sensor resonator at a constant amplitude of excitation depends on the magnitude of the measured viscosity. This is due to the fact that when the sensor is immersed in a liquid, the resonator becomes asymmetrical, as a result of which part of the oscillation energy is dissipated in the mounting system of the resonator. In the measurement range under consideration, v (Q 126 - 466), the amplitude of oscillations p e30HaTOjC a differs by a factor of 2-3 at the extreme points of the range (as the viscosity increases, the amplitude decreases). The minimum amplitude allowed at high viscosities should be chosen , based on the permissible overheating of the fluid, arising due to the conversion of the energy of mechanical vibrations into heat. The magnitude of this overheating should be significantly less than the accuracy of temperature stabilization in the thermostat, i.e. significantly less than 0.02 - 0.1 ° C for laboratory thermostats. It was found out by experiments that in the case of the ultrasonic frequency of oscillations it is relatively difficult to achieve a small overheating, because even with a small amplitude of oscillations as 0.5-10 cm a noticeable heat release is observed, which is also confirmed by theoretical calculations. An increase in the amplitude of oscillations in liquids with low viscosity leads to a deterioration in measurement accuracy due to an increase in overheating, which can be eliminated by the introduction of modulator 2, ensuring that the sensor excitation decreases with increasing Qj. It also contributes to the expansion of the range of measured values and the measurement accuracy. The use of the proposed viscometer makes it possible to extend the range of measured values by at least 15 times, to reduce the temperature instability of the measured liquid by two orders of magnitude and. bring them to hundredths of a degree, which allows technological control of the viscosity of slow-moving (non-mixed) liquids, in which heat exchange is hampered. Ultrasonic viscometer comprising a pulse generator, a power amplifier, the output of which is connected to a measuring transducer and a preamplifier input, connected in series with a terminating amplifier, a detector-filter, a comparison device, a trigger, a measuring device, characterized in that in order to extend the measurement range and increase their accuracy, it additionally introduced a modulator and a cascade with adjustable frequency bandwidth, control inputs (and which are connected The second input and output of the modulator are connected respectively to the output of the pulse generator and the input of the power amplifier, and the second input and output of the cascade with an adjustable band, respectively, the output of the preamplifier and the input of the terminal amplifier ./ Sources of information taken into account during the examination 1.FUSfield HJ, Apparatus for Instrur Menti 1950, V 21, 7, p, 612. 2.Смирнов Ю.К,, Толоконников С.В. Ультразвуковой вискозиметр, сб. Ультразвукова  техника, 1966, вып.1, (прототип).2.Smirnov Yu.K ,, Tolokonnikov S.V. Ultrasonic viscometer, sat. Ultrasonic technology, 1966, issue 1, (prototype).
SU772491402A 1977-06-01 1977-06-01 Ultrasonic viscosimeter SU699399A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772491402A SU699399A1 (en) 1977-06-01 1977-06-01 Ultrasonic viscosimeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772491402A SU699399A1 (en) 1977-06-01 1977-06-01 Ultrasonic viscosimeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU699399A1 true SU699399A1 (en) 1979-11-25

Family

ID=20711258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772491402A SU699399A1 (en) 1977-06-01 1977-06-01 Ultrasonic viscosimeter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU699399A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2156698A1 (en) * 1999-01-25 2001-07-01 Univ Valencia Politecnica Continuous ultrasonic fabrication of turron de xixona (sic)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2156698A1 (en) * 1999-01-25 2001-07-01 Univ Valencia Politecnica Continuous ultrasonic fabrication of turron de xixona (sic)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2839915A (en) Method and apparatus for measuring viscosity, etc., of fluid-like materials
US3392574A (en) Sing-around velocimeter
US4048844A (en) Electric system of meter for measurements of density of mixtures conveyed in a pipeline
SU699399A1 (en) Ultrasonic viscosimeter
SU901894A1 (en) Device for measuring ultrasound attenuation rate and coefficient
Lester Experimental Study of the Fundamental‐Frequency Component of a Plane, Finite‐Amplitude Wave
SU402734A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE SPEED OF ULTRASOUND VIBRATIONS IN SAMPLES
SU432344A1 (en) DEVICE FOR MEASURING LIQUID VOLUME
SU434289A1 (en) HEAT-ELECTRIC VACUUMETER. • 4J! ::; v * v -; - 't - =' -; i'rf ”a • v ^ - 'i ^ i C? B;: ^ s: .r! IJ3
SU1703997A1 (en) Pressure measuring device
SU1381343A1 (en) Method of determining propagation rate of acoustic vibrations in media
SU379833A1 (en) METHOD OF MEASURING THE SPEED OF ULTRASONIC VIBRATIONS IN DIFFERENT ELASTIC MEDIUMS
SU646248A1 (en) Device for monitoring physical parameters of liquid in pipelines
SU1307325A1 (en) Meter of ultrasound velocity
SU756225A1 (en) Device for measuring parameters of liquid media
US2892085A (en) Control circuit
SU953534A1 (en) Method of determination of pressure in liquid media with gas bubbles
SU658857A1 (en) Ultrasonic thickness meter
SU926590A1 (en) Ultrasonic device for checking liquid parameters
SU320769A1 (en) ULTRASONIC DEVICE FOR THE CONTROL OF PHYSICAL PARAMETERS OF SOLID MEDIA
SU307275A1 (en) ULTRASONIC DEVICE FOR MEASURING THE LEVEL OF THE BORDER OF THE SECTION OF TWO INCOMINATING LIQUIDS
SU1205007A1 (en) Apparatus for measuring propagation rate and absorption ratio of ultrasound
SU437008A1 (en) Device for measuring the speed and attenuation coefficient of ultrasound
SU423377A1 (en) Instrument for measuring the speed of ultrasound in solid and liquid media
SU146609A1 (en) Method for measuring the speed and absorption of ultrasound in liquid media