FI115252B - Viskosimetri - Google Patents

Description

115252

Viskosixnetri - Viskosimeter

Keksinnön kohteena on viskometri varustettuna muuntimella 5 nesteen viskoosisuusparametrin muuntamiseksi sähköiseksi signaaliksi, käsittäen säiliön, johon on tehty mitattavaksi tarkoitettua nestettä varten syvennys, tukiosan, joka on kiinteästi liitettynä mainittuun säiliöön, värähtelylaitteen, joka on toisesta päästään kiinteästi liitettynä tukiosaan ja 10 jonka toisessa päässä on värähtelevä osa ja, värähtelevän osan saamiseksi värähtelevään liikkeeseen ja pitämiseksi siinä, värähtelykäytön käämin, joka saa käyttövoimansa vaih-tovirtalähteestä, sekä pysyvän magneettikenttälaitteen pysyvän magneettikentän luomiseksi, sekä ilmaisu-laitteen väräh-15 televän kappaleen värähtelyn ilmaisemiseksi. Tämän tyyppinen viskosimetri on julkistettu US-patentissa 4.005.599.

Tunnettu muunnin on vääntötyyppinen ja käsittää kotelon, jonka sivuseinään tukiosa on kiinnitetty lujasti poikittain.

20 Vääntölaite on järjestetty kotelon sisään ja koostuu väräh- telyosasta ja vääntöliuskoista, värähtelyosan ollessa toi- ... sesta päästään liitettynä vääntöliuskojen välityksellä tu- )** kiosaan. Värähtelyosan toinen pää pystyy liikkumaan vapaasti.

• · : " Pysyvä magneetti on järjestetty värähtelyosaan, mainitun • · · 25 magneetin kenttäviivojen kulkiessa poikittain mittarin kote- • * lon sivuseinään nähden. Ainakin yksi kotelossa olevan pysyvän : magneetin paikka on tehty ei-magneettisesta materiaalista, : joten pysyvän magneetin kenttäviivat ulottuvat kotelon ulko puolelle. Värähtelyn käyttökäämi on sijoitettu mittarikotelon 3 0 ulkopuolelle, pysyvän magneetin tasolle ja pieneen kulmaan * i I · ,·*·, pysyvän magneetin pohjoinen-etelä-suuntaan nähden. Kytkemällä vaihtovirta värähtelyn käyttökäämiin, värähtelyosa saadaan

I I

; vääntövärinäliikkeeseen värähtelyn käyttökäämin ja pysyvän '· '· magneetin yhteisvaikutuksesta.

35

Tunnetussa viskosimetrissä on lisäksi ilmaisulaite, joka ilmaisee värähtelevän osan värähtelyt. Viskoosisuuden parametri määritetään mm. ilmaistusta tuloksesta.

115252 2

Yleisesti tunnetaan, että monet nesteet sisältävät rauta-hiukkasia. Tässä yhteydessä tunnetun laitteen haittana on, että mitattavan nesteen rautahiukkaset tarttuvat värähtele-5 vään osaan ja kerääntyvät siihen, minkä tuloksena aiheutuu lisää vaimentumista. On todettu, että pienelläkin määrällä tarttuvia rautahiukkasia on melko suuri vaikutus mittaustulokseen. Tämän seurauksena on, että viskosimetri on puhdistettava usein. Lisäksi on todettava, ettei värähtelevän osan 10 puhdistaminen ole yksinkertaista, johtuen pysyvän magneetin puoleensa vetävästä vaikutuksesta.

Keksinnön tavoitteena on saada aikaan johdannossa mainitun tyyppinen viskosimetri, jossa edellä mainitut ongelmat on 15 vältetty ja joka on erityisen helppo huoltaa.

Keksinnön mukaiselle viskosimetrille on ominaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

20

Tavoitteeseen päästään keksinnön mukaan siten, että pysyvän ,··* magneettikentän laite järjestetään siten, että mainittu laite jää mitattavan nesteen kosketuksen ulkopuolelle ja mainitun laitteen tuottamat pysyvän magneettikentän viivat suunnataan ”·| 25 kohti värähtelevää osaa ja että siinä värähtelyn käyttökäämi ’· ’ on sijoitettu värähtelevän osan sisään siten, että sen keski- t « · : viiva on pienessä kulmassa pysyvän magneettikentän viivoihin v · nähden.

;* 30 Tämän seurauksena rautahiukkaset eivät enää kerrykään väräh- televään osaan, minkä tuloksena puhdistusvälejä voi harventaa .* , huomattavasti.

» ·

Keksinnön yhdessä toteutusmuodossa pysyvän magneettikentän i ;· 35 laite koostuu ainakin yhdestä pysyvästä magneetista, joka on *;.·· sijoitettu värähtelevän osan lähelle, sen syvennyksen ulko puolelle, johon mitattava neste on tarkoitettu. Kun pysyvä magneetti irrotetaan, viskosimetri on helpompi puhdistaa.

3 115252

Keksinnön toteutusmuodossa, jota tulee mieluiten käyttää, pysyvän magneettikentän laite koostuu ainakin yhdestä käämistä, joka toimii tasavirralla, tämän käämin ollessa sijoi-5 tettuna värähtelevän osan lähelle, sen syvennyksen ulkopuolelle, johon mitattava neste on tarkoitettu, keskiviivan osoittaessa kohti värähtelevää osaa. Tällä järjestelyllä puhdistusta varten tarvitsee vain kytkeä tasavirtasyöttö irti, tai vaihtovirran voi yhdistää mainittuun pysyvän kentän 10 käämiin.

Toisessa keksinnön toteutusmuodossa ilmaisulaite on kiihdy-tysilmaisin, viskoosisuusparametrin määrittämisen tapahtuessa mainitun ilmaisulaitteen lähettämän signaalin amplitudin ja 15 värähtelyn käyttökäämiin kohdistetun signaalin amplitudin avulla.

US-patentissa 4.005.599 julkistetussa viskosimetrissä käytetään palautetta pitämään yllä värähtelevän osan vääntöväri-20 nää, jolloin ilmaisulaite, joka käsittää piezosähköisen kiteen, värähtelevän osan värähtelyn ilmaisemiseksi on jär-,·*. jestetty palautesilmukan toiseen päähän ja värähtelyn käyt- tökäämi on järjestetty sen toiseen päähän.

’ 25 Tämän tunnetun mittarin tapauksessa mitataan kaksi taajuutta, '* 1 jotka on tuotettu vaiheessa olevan ja vaihesiirretyn signaa- t : Iin palautteella. Tästä johtuen vaihtokytkennän tapahtuessa V : on saatava aikaan uusi tasapainotilanne, mikä alentaa mit tauksen herkkyysnopeutta; ainakin toisen taajuuden mittauksen ;· 30 tulee olla riittävän pitkä pitämään vaihtokytkentäilmiö al- ; haalla. Palautesilmukka on lisäksi monimutkainen ja pysyvän ' , magneetin ollessa tunnetun tavan mukaisessa paikassa haittana ’’ * on, että mitattavat ferromagneettiset nesteen mukana tulevat saasteet tarttuvat viskosimetrin sylinteriin ja vaikuttavat 35 suoraan mittaukseen.

Vielä yksi tämän keksinnön tavoite on viskosimetrin yksinkertaistaminen. Yksinkertaistamiseen päästään siten, että kek- 115252 4 sinnön yhdessä toteutusmuodossa kiihdytysilmaisin liitetään vaihemuuttimen kautta värähtelyn käyttökäämiin. Tällä tavalla värähtelyä pidetään automaattisesti yllä hyvin paljon yksinkertaisemmalla piirillä. Keksinnön mukaisen viskosimetrin ta-5 pauksessa käytetään amplitudin mittausta taajuuden mittauksen sijasta, minkä tuloksena ei ole pelkästään mahdollista käyttää tavallista yksinkertaisempaa piirijärjestelyä, vaan myös mitata parantuneella erottelukyvyllä.

10 Käytettäväksi suositettavassa toteutusmuodossa kiihdytys-ilmaisin koostuu kahdesta piezosähköisestä liuskasta, jotka ovat toisiinsa nähden rinnakkain ja tasolla, joka ulottuu samansuuntaisena värähtelevän osan värähtelysuuntaan ja toinen kunkin liuskan pää on lujasti kiinni värähtelevässä 15 osassa, kiinnityskohtien sijaitessa toisiaan vastakkain, samalla kun näiden liuskojen toiset päät pystyvät liikkumaan vapaasti värähtelevän osan värähtelysuuntaan ja ovat kääntyneinä vastakkaisiin suuntiin, sekä siten, että piezosäh-köisten liuskojen anto liitetään laitteiston vahvistimen 20 vastaavaan ottoon, jonka anto liitetään vaihesiirtimeen.

Tällä tavalla poistetaan värähtelevän osan translatorisen ... värinän vaikutus.

• > • t 0 · * • *

On todettu, että patenteista EP-A-0.297.032 ja US-A-4.905.499

I I

’*··’ 25 tunnetussa viskosimetrissä käytetään piezosähköistä ilmaisin- ta.

V ' Päinvastoin kuin tässä keksinnössä, patentissa EP-A-0.297.032 puhutaan vaihe-eromittauksesta vaimennuksen määrittämiseksi.

30 Vaihe-eroa käytetään määrittämään taajuuden siirtymä vaihe-siirtymän funktiona. Tässä keksinnössä kuitenkin käytetään 90° vaihesiirtymää resonanssitaajuuden ohjauksen toteuttami- ’* ; seksi.

35 Tunnetussa rakenteessa ohjaus ja ilmaisu ovat kuitenkin lii- ,. ; tettyinä tankoon, jota neste ei ole vaimentamassa. Tangon > » ympärille järjestetty putki on alttiina nesteen vaimennukselle. Putken ja tangon jäykkyyden ero aiheuttaa kahden vä- 5 115252 rinäjärjestelmän kytkeytymistä toisiinsa ja tämä on vastoin tätä keksintöä, jossa vain yksi värinäjärjestelmä on aktiivinen. Käytännössä on mahdotonta tehdä tangon jäykkyys riittävän paljon suuremmaksi kuin putken jäykkyys.

5

Patentin US-A-4.905.499 mukaista viskosimetriä ei voi käyttää läpivirtausanturina, koska erillistä massaa käytetään värinä-järjestelmän aikaansaamiseksi. Tämän keksinnön mukaan saadaan kuitenkin aikaan anturi, jossa massa, veto ja ilmaisu sijaitio sevat mittauspäässä yhden ainoan massan jousitusjärjestelmän toteuttamiseksi.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla piirroksiin. Piirroksissa: 15 kuvio 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen viskosi-metrin muuntimen toteutusmuotoa; kuvio 2 esittää poikkileikkausta keksinnön mukaisen viskosi-20 metrin muuntimen käytännöllisen toteutusmuodon läpi;

. · kuvio 3 esittää poikkileikkauksen kuvion 2 viivaa III-III

" pitkin; **· 25 kuvio 4 esittää poikkileikkauksen kuvion 2 viivaa IV-IV pit- *. kin; v ’ kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen viskosimetrin sähköosan kytkinkaavan; ;· 30 »i - i , kuvio 6 esittää etunäkymän, osittain poikkileikkauksena, / t tämän keksinnön mukaisen, putkilinjaan sijoitetun viskosi- '* metrin toteutusmuodosta; I t i i f ;· 35 kuvio 7 esittää sivunäkymän, osittain poikkileikkauksena, tämän keksinnön mukaisen, putkilinjaan sijoitetun viskosi- metrin toteutusmuodosta.

i * 115252 6

Keksintö perustuu siihen näkemykseen, että nesteellä on vaikutus, varsinkin vaimennusvaikutus siihen upotettuun värisevään värähtelyosaan. Palautejärjestelmää voi käyttää pitämään yllä värähtelyosaa mekaanisessa värähtelytilassa syöttämällä 5 järjestelmään energiaa korvaamaan viskoosinen ja muuten olennainen mekaaninen ja sähköinen hukka. Tämä toteutetaan käyttämällä palautejärjestelmässä vahvistimia. Esimerkiksi monimutkainen leikkautumisviskositeetti on määritettävissä mittaamalla värähtelyosan resonanssitaajuus ja sen vaimennus.

10

Edellä mainittua perusmallia soveltamalla saadaan aikaan keksinnön mukainen viskosimetri esimerkin avulla, jossa on muunnin muuntamaan nesteen viskositeettiparametri sähköiseksi signaaliksi. Mainittuun muuntimeen kuuluu mittarikotelo 1 ja 15 tukiosa tai perustalaatta 2 tiukasti siihen kiinnitettynä.

Värähtelylaitetta tukee mainittu perustalaatta 2, värähtely-laitteen koostuessa vääntötangosta 3, joka on kiinnitetty jäykästi perustalaattaan 2 ja siihen nähden kohtisuoraan sekä värähtelyosasta 4, joka on tehty lieriömäisestä massasta 4, 20 joka puolestaan on kiinteästi liitetty toisesta päästään vääntötangon 3 vapaaseen päähän. Vääntötangon 3 ja lieriömäi- .*··, sen massan 4 yhdistelmä saatetaan vääntömuotoiseen värinä- * * liikkeeseen. Tätä tarkoitusta varten käytetään herätysjärjes- * * » telmää, joka käsittää magneetin 5 ja käyttökäämin 6. Kuten ’"* 25 kuviosta 1 voi nähdä, käyttökäämi 6 on sijoitettu lieriömäi- • » · ’· sen massan 4 sisään, kun taas magneetti 5 on sijoitettu kote- : Ion 1 ulkopuolelle. Pysyvän magneetin 5 ja käyttökäämin 6 V : keskinäinen suuntaus on sellainen, että käyttökäämin keski viiva on pienessä kulmassa pysyvän magneetin magneettikentän ;· 30 viivoihin nähden. Mielellään käytetään myös toista magneettia

I 1 M

7.

» · * t » ’* Tässä toteutusmuodossa magneetti tai sähkömagneetti 5 on jär- ♦

M I M

’ * jestetty kotelon 1 ulkopuolelle, mutta mainitun magneetin voi :· 35 myös sijoittaa täysin tai osittain koteloon upotetuksi. Tässä niin kutsutussa upotetussa magneetin asennossa on suosi tetta- • » vaa tehdä toimenpiteet sen varmistamiseksi, ettei neste pääse yhteyteen magneetin kanssa, toisin sanoen, magneetti sijoite- 7 115255 taan sen syvennyksen ulkopuolelle, joka on tarkoitettu mitattavaksi aiottavalle nesteelle ja magneetti on täten erotettu mainitusta syvennyksestä. Magneetin erotettu järjestely on esitetty kuvioissa 6 ja 7.

5

Ainakin värähtelylaitteen lieriömäinen massa 4 upotetaan nesteeseen 8, joka on läsnä syvennyksessä, jota rajoittavat pe-rustalaatta 2 ja kotelon 1 seinä, joka on esimerkiksi lieriömäinen. Tämä viskosimetri sopii läpivirtausmittariksi ja mi-10 tattavan nesteen voi syöttää esimerkiksi perustalaatan 2 aukkojen 9 läpi, se voi virrata vääntötankoa 3 ja lieriömäistä massaa 4 pitkin ja sen voi poistaa tai palauttaa takaisin kotelon 1 yläaukon avulla. Kotelo 1, ja sen sisällä oleva värähtelyosa 4, on integroitavissa putkiston putkeen putkis-15 ton läpi virtaavan nesteen viskositeettiparametrin mittaamiseksi joko jatkuvasti tai minä tahansa haluttuna ajankohtana. Staattista mittausta varten kotelon yläaukon voi sulkea.

Käyttökäämin 6 syöttöjohtimen 12 kautta, johon syöttö tulee 20 vääntötangosta 3, käyttökäämiin 6 kohdistetaan herätyssig- naali vaihtovirran muodossa. Mainittu herätyssignaali voi ... olla esimerkiksi taajuusgeneraattorin tuottama. Herätyssig- • » ,**’ naalin taajuutta ja suuruutta voi ohjata mikroprosessorilla.

• · • '* Kohdistamalla herätyssignaali käyttökäämiin 6 lieriömäinen *···* 25 massa 4 saatetaan vääntövärinäliikkeeseen tuloksena mainitun • » \ ·; käyttökäämin 6 toimimisesta yhdessä pysyvien magneettien 5 ja » » ·,; * 7 kanssa. Tässä tapauksessa pysyvien magneettien kenttäviivo- : : : jen toisella puolella ja käyttökäämin 6 viivojen toisella puolella on oltava pienessä kulmassa.

30 » » i · Vääntövärinän amplitudi mitataan ilmaisulaitteella 11. Ilmai-* sun antosignaali ilmaisulaitteesta 11 syötetään ulkopuolelle ‘1 antojohtimen 12 kautta, syötettynä vääntötangon 3 läpi. Kiin- • · teää herätyssignaalia varten ilmaisusignaali on sen nesteen ,35 viskositeettimitta, jossa lieriömäinen massa on upotettuna ja sitä voi vahvistaa tavalla, jota ei ole esitetty, suodattaa kaistanohitussuotimella ja sen voi syöttää jännitemittariin, jota mikroprosessori lukee.

115252 8

Kuvion 1 toteutusmuodossa pysyvät magneetit 5 ja 7 on esitetty sähkömagneetteina, joiden käämiin tasavirtasignaali on kohdistettava.

5

On selvää, että silloin kun käytetään pysyvää magneettia, on myös mahdollista, että rautahiukkasten keräytymisvaikutusta esiintyy. Mittaukseen vaikuttamista aiheutuu kuitenkin vain magneettikentän häiriintyessä.

10

Kuvion 1 mukaisen viskosimetrin etuna on, että tämä viskosi-metri on erityisen helposti pidettävissä kunnossa, koska puh-distustaajuus on hyvin paljon pienempi kuin tunnetuissa järjestelmissä, joissa pysyvä magneetti on sijoitettu värähtele-15 vän osan 4 sisään, minkä tuloksena rautahiukkaset tai muut magneettiset epäpuhtaudet keräytyvät värähtelevään osaan. Viskosimetrin voi lisäksi puhdistaa helposti poistamalla pysyvä magneetti 5 tai kytkemällä pysyvän sähkömagneetin käämiin kohdistettu tasavirtasignaali irti. Kerääntyneet rauta-20 hiukkaset ovat sen jälkeen helposti poistettavissa puhdistus-nesteellä magneettisen vetovoiman estämättä. Tästä johtuen viskosimetri on erityisen sopiva integroitavaksi putkistojär-jestelmiin, koska viskosimetriä ei tarvitse irrottaa järjes- : ” telmästä värähtelevän osan 4 irrottamiseksi siitä erikseen • · 25 puhdistamista varten. Kaiken kaikkiaan, puhdistusnestettä voi

< I

ajaa viskosimetrin kotelon 1 läpi irrottamatta tätä lainkaan I/; ; järjestelmästä. Puhdistuksen aikana sekä syöttöjohtimeen 10 syötetty vaihtovirtasignaali että pysyvän sähkömagneetin » käämiin kohdistettu tasavirtasignaali on kytkettävissä pois. 30 On todettu, että puhdistuksen voi sen jälkeen tehdä erityisen • « * · ,···, yksinkertaisesti ja perusteellisesti.

• · • · · • · *: Minimietäisyys lieriömäisen massan 4 sivupinnan ja kotelon 1 seinän välillä määräytyy sen vaatimuksen mukaan, että leik-35 kausaallon on oltava lähes kokonaan vaimentunut pois sen saa- * vuttaessa seinän 13. Newtonin nesteen ollessa kysymyksessä, » · leikkausaallon amplitudia vaimennetaan kertoimella 1000 etäi- 115252 9 syydellä 2 nun, viskositeetin ollessa 100 mPa ja taajuuden 400 Hz.

Kuviot 2, 3 ja 4 esittävät tämän keksinnön toteutusmuodon vä-5 rähtelyosaa. Kuvion 2 poikkileikkauksessa käämin syöttö- ja paluujohtimia ja ilmaisulaitetta ei ole esitetty. Värähtely-osa 4 on tehty ei-magneettisesta tai ei-magnetisoituvasta materiaalista. Erittäin sopiva materiaali on austeniittiraken-teinen ruostumaton teräs, kuten ruostumaton teräs 316. Jois-10 sakin sovelluksissa muovi voisi olla riittävä. Värähtelyosa 4 suljetaan yläosasta ja pohjasta. Vääntötangon 3 toinen pää liitetään tiukasti pohjan sulkuun 15, toinen mainitun vääntö-tangon pää liitetään puolestaan tiukasti perustalaattaan 2. Kotelon sisällä ilmaisulaite 11 kiinnitetään tiukasti kote-15 loon sen pohjasulun 15 yläpuolelle, kuten myös käyttökäämi 6, käyttämällä ruuveja 13 ja 14 (kuviot 2 ja 3).

Tässä toteutusmuodossa ilmaisulaite 11 on kiihdytysilmaisin. Mieluiten käyttöön otettavan kiihdytysilmaisimen toteutusmuo-20 to on selvemmin nähtävissä kuviossa 4. Mainittuun kiihdytys-ilmaisimeen kuuluu kaksi tukea 16, 17, jotka on kiinnitetty tiukasti värähtelyosaan. Mainitut tuet 16 ja 17 tukevat vas-taavia piezosähköisiä liuskoja 18 ja 19 toiselta puolelta.

« » • ” Liuskojen 18 ja 19 toinen pää pystyy liikkumaan vapaasti ja 25 siinä on vastaavasti painot 20 ja 21.

j Kun värähtelyosan 4 edestakaisin pyörivän värinäliikkeen aikana, joka syntyy vaihtovirran kohdistamisesta käyttökää-miin 6, värähtelyosa 4 pyörii, esimerkiksi nuolen R suuntaan, 30 voimat K1 ja vastaavasti K2 kohdistuvat piezosähköisiin lius-,··, koihin 18 ja 19 mainittujen liuskojen inertian, ja etenkin * niiden vapaaseen päähän kiinnitettyjen painojen 20 ja 21 vai- * f t '· ", kutuksesta. Piezosähköiset liuskat 18 ja 19 taipuvat voimien K1 ja K2 vaikutuksesta, minkä tuloksena piezo-sähköiset lius-35 kat tuottavat ilmaisun antosignaalin, jonka voi ottaa siitä.

Sen jälkeen viskositeettiparametrin voi määrittää ilmaisun « t antosignaalin amplitudista ja värähtelyn käyttökäämiin kohdistetusta signaalista.

115252 ίο

Edullisena vaihtoehtona sähköinen palautuspiiri on kuitenkin liitettävissä käyttökäämin 6 ja ilmaisulaitteen väliin, sen koostuessa piezosähköisistä liuskoista 18 ja 19, minkä tulok-5 sena värähtelylaitteen vääntömuotoinen värähtely säilyy auto-maattissti ja jolloin on mahdollista määrittää mitattavan nesteen viskositeetti ilmaisusignaalin amplitudin suhteesta käyttökäämiin 6 kohdistettuun herätyssignaaliin, esimerkiksi mikroprosessorin avulla. Mainittu palautuspiiri keksinnön mu-10 kaisen viskosimetrin mittauspiirissä on esitetty kuviossa 5.

Kuviossa 5 piezosähköiset liuskat 18 ja 19 on esitetty kaa-viomaisesti piezo-elementteinä ja merkitty Pl ja P2. Piezo-elementit Pl ja P2 on liitetty samansuuntaisin resistorein Rl 15 ja R2 instrumentointivahvistimeen IA. Napaisuudet on ilmaistu tässä. Kytkinkaavion tapauksessa, jota tulee mieluiten käyttää ja joka on esitetty kuviossa 5, palautuspiiri koostuu mainitusta instrumentointivahvistimesta IA, suotimesta Fl, vaihesiirtimestä FD, automaattisesta tehon ohjaimesta AGC ja 20 vahvistimesta VI. Käyttökäämi 6 on liitetty vahvistimen VI antoon. Piezo-elementtien Pl ja P2 sarjaliitännästä johtuen palautuspiiri ja käyttökäämi 6, värähtelyosa 4, esitettyinä • · *;··* kuvioissa 1, 2, 3 ja 4, saatetaan vääntömuotoiseen värinä- • · > ’* liikkeeseen ja pidetään siinä.

25 '·,*·: Vaihesiirtimen FD antoon ilmaantuva signaali sekä vahvistimen ; : : VI ja automaattisen tehon ohjaimen AGC yhtymäkohdassa oleva signaali syötetään vastaavasti mikroprosessorin μΡ ottoihin 12 ja 13, joka johtaa mainittujen signaalien amplitudien 30 suhteen perusteella viskositeettiantosignaalin, joka siirre- .'!! tään antoon 02. Mikroprosessorin μΡ annossa 02 olevan anto- » * signaalin ja siihen syötettyjen signaalien välillä vallitsee suhde, jonka voi joko määrittää kokeellisesti tai laskea. Lämpöanturista peräisin oleva signaali, jota ei ole esitetty 35 ja joka on järjestetty värähtelyosan läheisyyteen, syötetään > vahvistimeen V2, jonka antosignaali syötetään mikroprosessorin μΡ ottoon II. Lämpötilasignaali on mikroprosessorin an- 115252 11 nossa 01. Lämpöanturista peräisin olevaa signaalia voi käyttää mikroprosessorilla μΡ saamaan aikaan lämpötilakorvaus.

Jotta mekaaninen liitos vääntömassan (vääntötanko ja väräh-5 telyosa) ja perustalaatan 2 välillä pysyisi mahdollisimman pienenä, perustalaatan 2 inertiamomentti valitaan suureksi verrattuna vääntömassan inertiamomenttiin.

Kaikki magneettien 5 ja 7 lähellä olevat rakennemateriaalit 10 (katso kuviosta 1), kuten esimerkiksi käämin telineet, tuet, kotelon 1 seinä, värähtelyosan 4 seinä ja kaikki tuet tehdään ei-magneettisesta materiaalista, kuten austeniittisesta ruostumattomasta teräksestä, esimerkiksi ruostumattomasta teräksestä 316 tai muovista. Lisäksi valitaan mieluiten sellaisia 15 materiaaleja, joiden johtavuus on mahdollisimman alhainen, jotta värähtelymassan vaimennus hajavirtavaikutusten vuoksi olisi mahdollisimman pieni.

Edellä kuvatun rakenteisen viskosimetrin muuntimen rakenteen 20 merkittävä etu on värähtelylaitteen resonanssitaajuuden hyvin alhainen lämpötilariippuvuus, siten että mikroprosessi pystyy ,,, helposti suorittamaan lämpötilakorvauksen mitatun lämpötilan ‘ avulla.

25 Viskosimetrin sähköinen osa on lisäksi hyvin yksinkertainen >/· ja siihen kuuluu vain pieni määrä komponentteja.

• · * * * • · · · Tämän keksinnön mukaisen viskosimetrin kaikkein tärkein etu on, että se on erittäin helppo huoltaa (alhainen puhdistus-30 taajuus) ja ettei viskosimetriä tarvitse irrottaa integroi- » > I I · ( dusta järjestelmästä kotelon sisäosien ja värähtelyosan puh-distamiseksi.

« t • · · • * · • · *I"i Etenkin johtuen ilmaisulaitteen ja kuvion 5 mukaisen kytkin- μ, 35 kaavion käytöstä, keksinnön mukaisen viskosimetrin etuna on » ,,,\ lisäksi, että värähtelyosan siirtyminen korvautuu.

» · 115252 12

Translatorisen värinän tapauksessa, mitä esiintyy käytännöllisesti katsoen aina sivuvaikutuksena, piezosähköiset liuskat 18 ja 19 liikkuvat vastakkaisiin suuntiin siten, että instrumentointivahvistimeen IA syötetyt jännitteet eivät johda 5 annon muutokseen.

Pyörimisvärinän tapauksessa, mikä on tarkalleen sitä, mitä tämän toteutusmuodon tapauksessa halutaankin, tuotetut jännitteet lasketaan yhteen ja siksi vaikutus vahvistimesta 10 tulevaan antoon on ilmaistavissa.

Kuviot 6 ja 7 esittävät keksinnön toteutusmuotoa, jossa keksinnön mukainen viskosimetri on integroitu putken mutkaan tai polveen 22, johon on tehty kiinnityslaipat 23 ja 24 putken 15 mutkan 22 asentamiseksi putkistojärjestelmään. Kuvaamisen vuoksi mutka 22 on leikattu auki viskosimetrin paikan kohdalta. Värähtelyosa 4 on liitetty vääntötangon 3 välityksellä perustaan 2. Vääntötanko 3 ja perusta 2 ovat onttoja, jotta niiden läpi voi syöttää ja palauttaa johtimia käyttökäämiä 20 varten, joka sijaitsee värähtelyosan 4 ja piezosähköisten liuskojen tilassa. Perusta 2 on liitetty tiukasti peitto-osalla 25 mutkaan 22. Peitto-osa 25 on sijoitettu mutkan 22 '·· : aukkoon 2 6 ja kierretty tiukasti kiinni laippoihin, jotka < » 13 11525? kotelon 39 aukkoon 40. Tasavirtakäämin liitosjohdot syötetään sisään, käyttämällä suojaputkea 43, siihen liittyvään, kotelossa 31 olevaan voimanlähteen syöttöön.

< · * · I # ' *

Claims (6)

115252 14 Patentt ivaatimukset

1. Viskosimetri, jonka yhteyteen on tehty muunnin muuntamaan nesteen viskositeettiparametri sähkösignaaliksi, käsittäen 5 säiliön (1), johon on tehty mitattavaa nestettä varten syvennys, tukiosan (2) tiukasti mainittuun säiliöön liitettynä, värähtelylaitteen, jonka toinen pää on kiinnitetty tukiosaan ja toisessa päässä on värähtelevä värähtelyosa (4), värähtelyn käyttökäämin (6) värähtelyosan värähtelyn aloittamiseksi 10 ja jatkamiseksi, joka käyttökäämi saa käyttövoimansa vaihto-virtalähteestä, ja pysyvän magneettikenttälaitteen (5) tuottamaan pysyvää magneettikenttää, ja ilmaisulaite (11) ilmaisemaan värähtelyosan värähtelyn, jolloin pysyvän magneettikentän laite (5, 7) on järjestetty siten, että mainittu laite 15 jää ilman kosketusta mitattavaan nesteeseen ja mainitun laitteen tuottamat pysyvän magneettikentän viivat suunnataan kohti värähtelyosaa (4), tunnettu siitä, että värähtelyn käyttö-käämi (6) on sijoitettu värähtelyosaan, sen keskiviivan ollessa pienessä kulmassa suhteessa pysyvän magneettikentän 20 viivoihin ja että ilmaisulaite on sijoitettu värähtelyosaan ja sisältää kiihtyvyysilmaisimen, joka koostuu kahdesta pie-zosähköisestä liuskasta (18, 19), jotka ovat toisiinsa nähden samansuuntaiset tasolla, joka ulottuu samansuuntaisena väräh-| *· telyosan värähtelysuuntaan, kunkin liuskan toisen pään olles- :** : 25 sa kiinni värähtelyosassa, kiinnityskohtien sijaitessa toi- siinsa nähden suoraan vastakkain, samalla kun kunkin liuskan : .*, toinen pää pystyy liikkumaan vapaasti värähtelyosan värähte- lyn suuntaan ja olemaan kääntyneenä vastakkaisiin suuntiin. , 30 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen viskosimetri, tunnettu « » » ·;;; siitä, että siinä pysyvän magneettikentän laite (5, 7) käsit- '···' tää ainakin yhden kestomagneetin (5), joka on sijoitettu vä- :*·*: rähtelyosan (4) viereen sen syvennyksen ulkopuolelle, joka on .'*· tarkoitettu mitattavalle nesteelle. X 35 ‘;X 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen viskosimetri, tunnettu • ·* siitä, että siinä pysyvän magneettikentän laite (5, 7) kä sittää ainakin yhden käämin, joka saa tehonsa tasavirtaläh- 115252 15 teestä, käämin ollessa sijoitettuna värähtelyosan viereen sen syvennyksen ulkopuolelle, joka on tarkoitettu mitattavalle nesteelle, sen keskiviivan ollessa suunnattuna värähtelyosaa kohti. 5

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen viskosimetri, tunnettu siitä, että viskositeettiparametri määritetään mainitun ilmaisimen lähettämän signaalin amplitudin ja värähtelyn käyt-tökäämiin kohdistetun signaalin amplitudin avulla. 10

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen viskosimetri, tunnettu siitä, että siinä kiihdytysilmaisin on liitetty vaihesiirti-men kautta värähtelyn käyttökäämiin (6).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen viskosimetri, tunnettu siitä, että piezosähköisten liuskojen annot liitetään vastaaviin instrumentointivahvistimen (IA) ottoihin, jonka vahvistimen anto liitetään vaihesiirtimeen (FD).

2. Patentkrav