NL9400723A - Viscositeitsmeter. - Google Patents

Viscositeitsmeter. Download PDF

Info

Publication number
NL9400723A
NL9400723A NL9400723A NL9400723A NL9400723A NL 9400723 A NL9400723 A NL 9400723A NL 9400723 A NL9400723 A NL 9400723A NL 9400723 A NL9400723 A NL 9400723A NL 9400723 A NL9400723 A NL 9400723A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
oscillating body
oscillation
fluid
drive coil
viscosity
Prior art date
Application number
NL9400723A
Other languages
English (en)
Inventor
Cornelis Blom
Kornelis Oebele Van Der Werf
Original Assignee
Vaf Instr Bv
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 Vaf Instr Bv filed Critical Vaf Instr Bv
Priority to NL9400723A priority Critical patent/NL9400723A/nl
Priority to NO19951576A priority patent/NO315585B1/no
Priority to PL95308421A priority patent/PL177239B1/pl
Priority to DK95201114T priority patent/DK0681176T3/da
Priority to CN95104749A priority patent/CN1125327C/zh
Priority to DE69530815T priority patent/DE69530815T2/de
Priority to FI952070A priority patent/FI115252B/fi
Priority to ES95201114T priority patent/ES2199973T3/es
Priority to EP95201114A priority patent/EP0681176B1/en
Priority to RU95106472/28A priority patent/RU2152606C1/ru
Priority to KR1019950010712A priority patent/KR100347406B1/ko
Priority to US08/433,524 priority patent/US5698773A/en
Priority to JP10880095A priority patent/JP3537910B2/ja
Priority to CA002148388A priority patent/CA2148388C/en
Publication of NL9400723A publication Critical patent/NL9400723A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/16Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
    • G01N11/162Oscillations being torsional, e.g. produced by rotating bodies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Viscositeitsmeter.
De uitvinding heeft betrekking op een viscositeitsmeter voorzien van een transducent voor het omzetten van een viscositeitsgrootheid van een fluïdum in een elektrisch signaal, omvattende een van een voor het te meten fluïdum bestemde ruimte voorziene houder, een daarmee vast verbonden ondersteuningsorgaan, een oscillatie-inrichting, die aan een uiteinde vast is bevestigd aan het ondersteuningsorgaan en aan het andere uiteinde een oscillatielichaam bezit, en voor het in oscillatie brengen en houden van het oscillatielichaam, een door een wisselspanning gevoede oscilla-tie-aandrijfspoel en een magnetische gelijkveldinrichting voor het opwekken van een magnetisch gelijkveld en een detectie-inrichting voor het detecteren van de oscillatie van het oscillatielichaam. Een dergelijke viscositeitsmeter is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.005-599-
De bekende transducent is van het torsietype en omvat een huis, waaraan dwars op de zijwand daarvan een ondersteuningsorgaan vast is bevestigd. In het huis is een torsie-inrichting aangebracht, die bestaat uit een oscillatielichaam en torsiestroken, welk oscillatielichaam aan één uiteinde door middel van de torsiestroken met het ondersteuningsorgaan is verbonden. Het andere uiteinde van het oscillatielichaam is vrij beweegbaar. In het oscillatielichaam is een permanente magneet aangebracht, waarvan de veldlijnen dwars op de zijwand van het meterhuis verlopen. Tenminste ter plaatse van de permanente magneet is het huis uit een niet-magnetisch materiaal, zodat de veldlijnen van de permanente magneet zich buiten het huis uitstrekken. Op het niveau van de permanente magneet is buiten het meterhuis een oscillatie-aandrijfspoel onder een kleine hoek ten opzichte van de noord-zuidrichting van de permanente magneet geplaatst. Door het aansluiten van een wisselspanning op de oscillatie-aandrijfspoel wordt de samenwerking van de oscillatie-aandrijf spoel en de permanente magneet het oscillatielichaam hoofdzakelijk in torsietrilling gebracht.
Voorts is in de bekende viscositeitsmeter een detectie-inrichting aanwezig, die de oscillatie van het oscillatielichaam detecteert. Uit onder andere het detectieresultaat wordt de viscositeitsgrootheid bepaald.
Het is algemeen bekend, dat vele fluïdums ijzerdeeltjes bevatten.
In dit verband heeft de bekende inrichting het nadeel, dat de ijzerdeeltjes uit het te meten fluïdum zich aan het oscillatielichaam hechten en aldaar verzamelen, waardoor een extra demping wordt veroorzaakt. Gebleken is dat slechts een geringe hoeveelheid aangehechte ijzerdeeltjes een groot effekt heeft op het meetresultaat. Het gevolg hiervan is dat de viscositeitsmeter dikwijls moet worden gereinigd. Bovendien is door de aantrekkingsinvloed van de permanente magneet het reinigen van het oscil-latielichaam niet eenvoudig.
De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een viscositeitsmeter van de in de aanhef genoemde soort, waarbij de bovengenoemde problemen worden vermeden en die bijzonder onderhoudsvriendelijk is.
Het doel wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat de magnetische gelijkveldinrichting zodanig is aangebracht dat deze buiten aanraking met het te meten fluïdum blijft en de daardoor opgewekte magnetische gelijkveldlijnen naar het oscillatielichaam zijn gericht en dat de oscillatie-aandrijfspoel in het oscillatielichaam is opgenomen met zijn hartlijn onder een kleine hoek ten opzichte van de magnetische gelijk-veldlijnen.
Hierdoor zullen de ijzerdeeltjes zich niet meer op het oscillatielichaam verzamelen, zodat de reinigingsfrequentie aanzienlijk kan worden verlaagd.
Bij een uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de magnetische gelijkveldinrichting uit tenminste één permanente magneet die aangrenzend aan het oscillatielichaam buiten de voor het te meten fluïdum bestemde ruimte is geplaatst. Door wegnemen van de permanente magneet is de viscositeitsmeter gemakkelijker te reinigen.
Bij een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de magnetische gelijkveldinrichting uit tenminste één door een gelijkspanning gevoede spoel, die aangrenzend aan het oscillatielichaam buiten de voor het te meten fluïdum bestemde ruimte is geplaatst met zijn hartlijn gericht naar het oscillatielichaam. Hierbij behoeft bij het reinigen slechts de toegevoerde gelijkspanning te worden uitgeschakeld of kan een wisselspanning op deze gelijkveldspoel worden aangesloten.
Bij een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de detectie-inrichting een versnellingsdetector, waarbij uit de amplitude van het daardoor afgegeven signaal en die van het aan de oscillatie-aandrijfspoel toegevoerde signaal, de viscositeitsgrootheid wordt bepaald.
De uit het Amerikaanse octrooischrift 4.005-599 bekende viscositeitsmeter wordt voor het instandhouden van de torsietrilling van het oscillatielichaam een terugkoppeling toegepast, waarin aan één einde de uit een piëzo-elektrisch kristal bestaande detectie-inrichting voor het detecteren van de oscillatie van het oscillatielichaam en aan het andere einde van de terugkoppellus de oscillatie-aandrijfspoel is opgenomen.
Bij deze bekende meter worden twee frequenties gemet'ên, die ontstaan door een terugkoppeling van het signaal in fase en in‘fase verschoven. Hierdoor moet bij overschakeling een nieuwe evenwichtssitua-tie ontstaan die de responsiesnelheid van de meting verlaagt, immers moet voldoende lang op één van de frequenties worden gemeten om overschakel-verschijnselen klein te houden. Voorts is de terugkoppellus complex.
De uitvinding heeft voorts ten doel de viscositeitsmeter verder te vereenvoudigen. Deze vereenvoudiging wordt bereikt, doordat bij een uitvoeringsvorm van de uitvinding de versnellingsdetector via een fase-draaier met de oscillatie-aandrijfspoel is verbonden. Hierdoor wordt de oscillatie automatisch tot stand gehouden met een veel eenvoudiger schakeling. Bij de viscositeitsmeter volgens de uitvinding wordt een amplitu-demeting toegepast in plaats van een frequentiemeting, waardoor niet alleen een eenvoudiger schakeling mogelijk is maar ook met een betere resolutie te meten is.
Bij een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm bestaat de versnellingsdetector uit twee piëzo-elektrische stroken, die evenwijdig aan elkaar en in een zich evenwijdig aan de oscillatierichting van het oscillatielichaam uitstrekkend vlak verlopen en waarvan telkens een uiteinde vast aan het oscillatielichaam is bevestigd op diametraal tegenover elkaar gelegen plaatsen, terwijl de andere uiteinden daarvan vrij beweegbaar zijn in de oscillatierichting van het oscillatielichaam en in tegengestelde richtingen wijzen en dat de uitgangen van de piëzo-elektrische stroken zijn aangesloten op de respectieve ingangen van een instrumenta-tieversterker, waarvan de uitgang met de fasedraaier is verbonden. Hierdoor wordt de invloed van de translatietrilling van het oscillatielichaam geëlimineerd.
De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen. In de tekeningen tonen:
Fig. 1 schematisch een uitvoeringsvorm van de transducent van de viscositeitsmeter volgens de uitvinding;
Fig. 2 een doorsnede door een praktische uitvoeringsvorm van de transducent van de viscositeitsmeter volgens de uitvinding;
Fig. 3 een doorsnede volgens de lijn III-III van fig. 2;
Fig. 4 een doorsnede volgens de lijn IV-IV van fig. 2;
Fig. 5 een schakelschema van het elektrische gedeelte van de visco-siteitsmeter volgens de uitvinding;
Fig. 6 een vooraanzicht gedeeltelijk in doorsnede van een uitvoeringsvorm van de in een pijpleiding opgenomen viscositeitsmeter volgens de uitvinding; -
Fig. 7 een zijaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede van een uitvoeringsvorm van de in een pijpleiding opgenomen viscositeitsmeter volgens de uitvinding.
De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat een fluïdum effekt, in het bijzonder dempingseffekt, heeft op een trillend oscillatie-element dat daarin is ondergedompeld. Een terugkoppelsysteem kan worden toegepast voor het in een mechanische trilling houden van het oscillatie-element door toevoer van energie aan het systeem om viskeuze en andere inherente mechanische en elektrische verliezen te compenseren. Dit wordt bereikt door middel van versterkers in het terugkoppelsysteem. Bijvoorbeeld kan de complexe schuifviscositeit worden bepaald door het meten van de reso-nantiefrequentie van het oscillatie-element en de demping daarvan.
Onder toepassing van het hierboven genoemde basisconcept is de viscositeitsmeter volgens de uitvinding als voorbeeld voorzien van een transducent voor het omzetten van een viscositeitsgrootheid van een fluïdum in een elektrisch signaal. Deze transducent omvat een meterhuis 1 en een daarmee vast verbonden ondersteuningsorgaan of basisplaat 2. Door deze basisplaat 2 wordt een oscillatie-inrichting ondersteund, die bestaat uit een torsiestaaf 3. die stijf met de basisplaat 2 en loodrecht daarop is bevestigd en een oscillatielichaam 4, dat wordt gevormd door een cilindrische massa 4 die op zijn beurt aan één uiteinde vast is verbonden met het vrije uiteinde van de torsiestaaf 3· De kombinatie van torsiestaaf 3 en cilindrische massa 4 wordt in een torsiemode in trilling gebracht en gehouden. Hiertoe wordt een excitatiesysteem toegepast, dat een magneet 5 en een aandrijfspoel 6 omvat. Zoals uit fig. 1 blijkt, is de aandrijfspoel 6 in de cilindrische massa 4 opgenomen, terwijl de magneet 5 buiten het huis 1 is geplaatst. De onderlinge oriëntatie van de permanente magneet 5 en de aandrijfspoel 6 is zodanig, dat de hartlijn van de aandrijfspoel onder een kleine hoek staat ten opzichte van de magnetische veldlijnen van de permanente magneet. Bij voorkeur wordt een tweede magneet 7 toegepast.
Bij deze uitvoeringsvorm is de magneet of electromagneet 5 buiten het huis 1 aangebracht, echter kan deze magneet ook geheel of ten dele in het huis verzonken zijn opgenomen. Bij deze zogenaamde verzonken positie van de magneet moet er bij voorkeur voor worden gezorgd dat het fluïdum niet in aanraking met de magneet kan komen, m.a.w. bevindt de magneet zich buiten de voor het te meten fluïdum bestemde ruimte en is dus de magneet van die ruimte gescheiden. In de fig. 6 en 7 is een gescheiden opstelling van de magneet getoond. '
Van de oscillatie-inrichting is tenminste de cilindrische massa 4 ondergedompeld in een fluïdum of vloeistof 8, die zich bevindt in de ruimte die wordt begrensd door de basisplaat 2 en een bijvoorbeeld cilindrische wand van het huis 1. Deze viscositeitsmeter is geschikt als door-stroommeter en de te meten vloeistof kan bijvoorbeeld door openingen 9 in de basisplaat 2 worden ingevoerd, kan langs de torsiestaaf 3 en de cilindrische massa 4 stromen en door de bovenopening in het huis 1 worden uitgevoerd of omgekeerd. Het huis 1 kan met het daarin opgenomen oscilla-tielichaam 4 in een pijp van een pijpensysteem worden geïntegreerd om continu of op ieder gewenst moment een viscositeitsgrootheid van het door het pijpensysteem stromende fluïdum of vloeistof te meten. Voor een statische meting kan de bovenopening van het huis worden afgesloten.
Via de toevoergeleider 12 van de aandrijfspoel 6 die door de torsiestaaf 3 is doorgevoerd, wordt een excitatiesignaal in de vorm van een wisselspanning aan de aandrijfspoel 6 toegevoerd. Dit excitatie-signaal kan bijvoorbeeld worden opgewekt door een frequentiesynthesizer. De frequentie en grootte van het excitatiesignaal kunnen door middel van een microprocessor worden bestuurd. Door toevoer van het excitatiesignaal aan de aandrijfspoel 6 wordt door samenwerking daarvan met de permanente magneten 5 en 7, de cilindrische massa 4 in torsietrilling gebracht. Hierbij moeten de veldlijnen van de permanente magneten enerzijds en die van de aandrijfspoel 6 anderzijds een kleine hoek insluiten.
De amplitude van de torsietrilling wordt door middel van de detec-tie-inrichting 11 gemeten. Het detectie-uitgangssignaal uit de detectie-inrichting 11 wordt via de door de torsiestaaf 3 doorgevoerde uitgangs-geleider 12 naar buiten gevoerd. Het detectiesignaal is bij een constant excitatiesignaal een maat voor de viscositeit van de vloeistof waarin de cilindrische massa is ondergedompeld en kan op niet getoonde wijze worden versterkt, door middel van een bandfilter worden gefilterd en worden toegevoerd aan een voltmeter die door de microprocessor wordt uitgelezen.
In de uitvoeringsvorm van fig. 1 zijn de permanente magneten 5 en 7 getoond als elektromagneten, aan de spoel waarvan een gelijkspannings-signaal moet worden toegevoerd.
Het is duidelijk dat bij het gebruik van de permanente magneet er eveneens een effekt van verzameling van ijzerdeeltjes kan optreden. Echter wordt het effekt op de meting slechts veroorzaakt door verstoring van het magneetveld.
Het voordeel van de viscositeitsmeter volgens fig. 1 is, dat deze bijzonder onderhoudsvriendelijk is, omdat de reinigingsfrequentie veel lager is dan bij bekende systemen waarbij de permanente magneet is opgenomen in het oscillatielichaam 4, waardoor ijzerdeeltjes of andere magnetische verontreinigingen zich verzamelen aan het oscillatielichaam.
Voorts kan de viscositeitsmeter gemakkelijk worden gereinigd door het wegnemen van de permanente magneet 5 of het uitschakelen van de aan de spoel van de permanente elektromagneet toegevoerde gelijkspanningssig-naal. De ijzerdeeltjes die zich hebben verzameld kunnen dan niet gehinderd door magnetische aantrekking, gemakkelijk door reinigingsvloeistof worden verwijderd. Hierdoor is de viscositeitsmeter bijzonder geschikt voor integratie in een pijpensysteem, omdat de viscositeitsmeter niet uit het systeem moet worden losgekoppeld om het oscillatielichaam 4 eruit te verwijderen en apart te reinigen. Immers kan een reinigingsvloeistof door het huis 1 van de viscositeitsmeter worden gevoerd zonder deze uit het systeem te verwijderen. Bij reiniging kan zowel het aan de toevoergelei-der 10 toegevoerde wisselspanningssignaal als het aan de spoel van de permanente elektromagneet toegevoerde gelijkspanningssignaal worden uitgeschakeld. Gebleken is dat de reiniging dan bijzonder eenvoudig en grondig kan plaatsvinden.
De minimum afstand van het zijvlak van de cilindrische massa 3 tot de wand van het huis 1 wordt bepaald door de eis, dat de schuifgolf nagenoeg moet zijn uitgestorven, wanneer deze de wand 13 bereikt. Voor een Newtonse vloeistof wordt de amplitude van de schuifgolf met een factor 1.000 verzwakt over een afstand van 2 mm bij een viscositeit van 100 Mpas en een frequentie van 400 Hz.
In de figuren 2, 3 en 4 is een oscillatielichaam volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding getoond. In de doorsnede van fig. 2 zijn de toe- en afvoergeleiders van de spoel en de detectie-inrichting niet getoond. Het oscillatielichaam 4 is uit een niet-magnetisch of niet-mag-netiseerbaar materiaal vervaardigd. Een zeer geschikt materiaal is roestvast staal van austenitische structuur, zoals RVS 316. In sommige toepassingen zou een kunststof voldoende kunnen zijn. Het oscillatie-lichaam 4 is aan de boven- en onderzijde afgesloten. Aan de onderste afsluiting 15 is één uiteinde van de torsiestaaf 3 vast verbonden, waarvan het andere uiteinde vast is verbonden met de basisplaat 2. In het huis is de detec-tie-inrichting 11 boven de onderste afsluiting 15 vast aan het huis bevestigd, evenals de aandrijfspoel 6 door middel van de schroeven 13 en 14 (fig. 2 en 3)·
De detectie-inrichting 11 is bij deze uitvoeringsvorm een versnel-lingsdetector. Een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm van de versnellingsdetector blijkt duidelijker uit fig. 4. Deze versnellings-detector omvat twee steunen 16, 17 die aan het oscillatielichaam vast zijn bnevestigd. Deze steunen 16 en 17 ondersteunen aan één zijde de respectieve piëzo-elektrische stroken 18 en 19. De andere uiteinden van de stroken 18 en 19 kunnen vrij bewegen en zijn voorzien van gewichten 20 respectievelijk 21.
Wanneer tijdens de heen- en weergaande rotatietrilling van het oscillatielichaam 4 als gevolg van de toevoer van een wisselspanning aan de aandrijfspoel 6, het isolatielichaam 4 bijvoorbeeld in de richting van de pijl R roteert, worden op de piëzo-elektrische stroken 18 en 19 de krachten KI resp. K2 uitgeoefend als gevolg van de traagheid van deze stroken en in het bijzonder van de aan de vrije uiteinden daarvan aangebrachte gewichten 20 en 21. Door de krachten KI en K2 worden de piëzo-elektrische stroken 18 en 19 gebogen, waardoor een detectie-uitgangssig-naal van de piëzo-elektrische stroken wordt opgewekt en kan worden afgenomen. Uit de amplitude van het detectie-uitgangssignaal en die van het aan de oscillatie-aandrijfspoel toegevoerde signaal kan dan de viscosi-teitsgrootheid worden bepaald.
Als voordelig alternatief kan echter een elektrische terugkoppel-keten tussen de aandrijfspopel 6 en de uit de piëzo-elektrische stroken 18 en 19 bestaande detectie-inrichting worden aangesloten, waardoor de oscillatie in de torsiemode van de oscillatie-inrichting automatisch wordt gehandhaafd, waarbij uit de verhouding van de amplitude van het detectiesignaal en dat van het aan de aandrijfspoel 6 toegevoerde excita-tiesignaal door middel van bijvoorbeeld een microprocessor de viscositeit van het te meten fluïdum of vloeistof kan worden bepaald. Deze terugkop-pelketen in de meetschakeling van de viscositeitsmeter volgens de uitvinding is in fig. 5 getoond.
In fig. 5 zijn de piëzo-elektrische stroken 18 en 19 schematisch als piëzo-elementen getoond en aangeduid met PI en P2. Via parallel-weer-standen R1 en R2 zijn de piëzo-elementen PI en P2 aangesloten op een instrumentatieversterker IA. Hierbij zijn de polariteiten aangegeven. De terugkoppelketen bestaat bij het in fig. 5 getoonde bij voorkeur toe te passen schakelschema uit de genoemde instrumentatieversterker IA, het filter Fl, de fasedraaier FD, de automatische versterkingsregelaar AGC en de versterker VI. Op de uitgang van de versterker VI is de aandrijfspoel 6 aangesloten. Door de serieschakeling van de piëzo-elementen PI en P2, de terugkoppelketen en de aandrijfspoel 6 wordt het oscillatièlichaam 4, getoond in de figuren 1, 2, 3 en 4 in de torsiemode in trilling gebracht en gehouden.
Het op de uitgang van de fasedraaier FD verschijnende signaal en het signaal in het verbindingspunt van de versterker VI en de automatische versterkingsregelaar AGC worden toegevoerd aan de ingangen 12 resp. 13 van de microprocessor μΡ, die op basis van de verhouding van de amplitude van de genoemde signalen een viscositeituitgangssignaal afleidt, dat op de uitgang 02 wordt afgegeven. Tussen het viscositeits-signaal op de uitgang 02 van de microprocessor μΡ en de daaraan toegevoerde signalen bestaat een verband, dat hetzij experimenteel kan worden bepaald of worden berekend. Het signaal dat afkomstig is van een niet-getoonde nabij het oscillatièlichaam aangebrachte temperatuursensor wordt toegevoerd aan de versterker V2, waarvan het uitgangssignaal aan de ingang II van de microprocessor μΡ wordt toegevoerd. Een temperatuur-signaal verschijnt op de uitgang 02 van de microprocessor. Het van de temperatuurssensor afkomstige signaal kan door de microprocessor μΡ worden gebruikt om een temperatuurcompensatie uit te voeren.
Teneinde de mechanische koppeling tussen de torsiemassa (torsie-staaf en oscillatièlichaam) en de basisplaat 2 zo klein mogelijk te houden, wordt het traagheidsmoment van de basisplaat 2 groot ten opzichte van het traagheidsmoment van de torsiemassa gekozen.
Alle constructiematerialen nabij de magneten 5 en 7 (zie fig. 1), zoals bijvoorbeeld spoelhouders, ondersteuningen, de wand van het huis 1, de wand van het oscillatièlichaam 4 en alle ondersteuningen zijn uit niet-magnetiseerbaar materiaal, zoals austenitisch roestvast staal, bijvoorbeeld RVS 316, of kunststof, vervaardigd. Voorts verdient het de voorkeur materialen te kiezen met een zo laag mogelijke geleidbaarheid, opdat de demping van de oscillatiemassa als gevolg van wervelstroom-effekten zo laag mogelijk is.
Een belangrijk voordeel van het hierboven beschreven ontwerp van de transducent voor de viscositeitsmeter is de zeer geringe temperatuurafhankelijkheid van de resonantiefrequentie van de oscillatie-inrichting, zodat door middel van de gemeten temperatuur de microprocessor op gemakkelijke wijze de temperatuurcompensatie kan uitvoeren.
Bovendien is het elektrische gedeelte van de viscositeitsmeter zeer eenvoudig en bevat slechts een klein aantal onderdelen.
Het belangrijkste voordeel van de viscositeitsmeter volgens de uitvinding is dat deze zeer onderhoudsvriendelijk is (lage reinigings-frequentie) en dat de viscositeitsmeter niet uit het geïntegreerde systeem behoeft te worden verwijderd om het inwendige van het huis en het oscillatielichaam te reinigen.
Voorts heeft de viscositeitsmeter volgens de uitvinding, in het bijzonder door toepassing van de detectie-inrichting en het schakelschema volgens fig. 5 het voordeel, dat de translatie van het oscillatielichaam wordt gecompenseerd.
Bij een translatie-trilling die in de praktijk bijna altijd als neveneffekt voorkomt, zullen de piëzo-elektrische stroken 18 en 19 tegengesteld aan elkaar bewegen, zodat de spanningen die aan de instrumenta-tieversterker IA worden toegevoerd, geen uitgangsverandering teweegbrengt .
Bij een rotatie-trilling die bij deze uitvoeringsvorm juist gewenst is, worden de opgewekte spanningen opgeteld en is er dus wel effekt op de uitgang van de versterker IA waar te nemen.
In de figuren 6 en 7 is een uitvoeringsvorm van de uitvinding getoond, waarbij de viscositeitsmeter volgens de uitvinding geïntegreerd is in een pijphoekstuk of knie 22, die voorzien is van bevestigings-flen-zen 23 en 24 voor de opname van het pijphoekstuk 22 in een leidingsysteem. Voor de toelichting is het hoekstuk 22 ter plaatse van de viscositeitsmeter opengesneden. Het oscillatielichaam 4 is via de torsie-staaf 3 met de basis 2 verbonden. De torsiestaaf 3 en de basis 2 zijn hol voor het doorvoeren van de toe- en afvoerdraden voor de in het oscillaltie-lichaam 4 ondergebrachte aandrijfspoel en de piëzo-elektrische stroken.
De basis 2 is door middel van het afsluitelement 25 vast verbonden met het hoekstuk 22. Het afsluitelement 25 is opgenomen in de boring 26 van het hoekstuk 22 en wordt op aan de genoemde opening grenzende flenzen vastgeschroefd door middel van de schroef 27- De basis 2 is opgenomen in de centrale boring 28 van het afsluitelement 25 en wordt daarin vastgehouden door de aandrukmoer 29. De uit de basis 2 afkomstige toe- en afvoerdraden 30 verlopen naar de in de behuizing 31 opgenomen electro-nische schakeling van de viscositeitsmeter. De behuizing 31 is door middel van een van flenzen voorzien cylindrisch tussenstuk 32 door middel van de schroef 33 en de schroef 3^ op het afsluitelement 25 geschroefd.
Voorts is nog een temperatuuropnemer 35 in het afsluitelement 25 bevestigd en door middel van de aansluitdraad 36 met de daarbij behorende in de behuizing 31 opgenomen schakeling verbonden (zie fig. 7)· Eén van de aan beide zijden aangrenzend aan het oscillatielichaam 4 opgestelde elec-tromagneten 5. 7 is het duidelijkst in fig. 6 te zien. De kern 37 uit magnetiseerbaar materiaal en de daarbij behorende spoel 38 van de elec-tromagneet 5 is ondergebracht in het huis 39. welke onderdelen als één eenheid in de boring 40 van het huis 39 uitneembaar zijn bevestigd. De bevestiging vindt plaats door middel van de kap 4l met de daarbij behorende schroeven 42. De aansluitdraden van de gelijkspanningsspoel worden door middel van de beschermbuis 43 naar de daarbij behorende voeding in de behuizing 31 gevoerd.

Claims (6)

1. Viscositeitsmeter voorzien van een transducent voor het omzetten van een viscositeitsgrootheid van een fluïdum in een elektrisch signaal, omvattende een van een voor het te meten fluïdum bestemde rüimte voorziene houder, een daarmee vast verbonden ondersteuningsorgaan, een oscil-latie-inrichting, die aan een uiteinde vast is bevestigd aan het ondersteuningsorgaan en aan het andere uiteinde een oscillatielichaam bezit, en voor het in oscillatie brengen en houden van het oscillatie-lichaam, een door een wisselspanning gevoede oscillatie-aandrijfspoel en een magnetische gelijkveldinrichting voor het opwekken van een magnetisch gelijkveld en een detectie-inrichting voor het detecteren van de oscillatie van het oscillatielichaam, met het kenmerk, dat de magnetische gelijkveldinrichting zodanig is aangebracht dat deze buiten aanraking met het te meten fluïdum blijft en de daardoor opgewekte magnetische gelijk-veldlijnen naar het oscillatielichaam zijn gericht en dat de oscillatie-aandrijf spoel in het oscillatielichaam is opgenomen met zijn hartlijn onder een kleine hoek ten opzichte van de magnetische gelijkveldlijnen.
2. Viscositeitsmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de magnetische gelijkveldinrichting bestaat uit tenminste een permanente magneet, die aangrenzend aan het oscillatielichaam buiten de voor het te meten fluïdum bekende ruimte is geplaatst.
3· Viscositeitsmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de magnetische gelijkveldinrichting bestaat uit tenminste een door een gelijkspanning gevoede spoel, die aangrenzend aan het oscillatielichaam buiten de voor het te meten fluïdum bestemde ruimte is geplaatst met zijn hartlijn gericht naar het oscillatielichaam.
4. Viscositeitsmeter volgens conclusie 1, 2 of 3. met het kenmerk, dat de detectie-inrichting een versnellingsdetector is, waarbij uit de amplitude van het daardoor afgegeven signaal en die van het aan de oscillatie-aandrijf spoel toegevoerde signaal, de viscositeitsgrootheid wordt bepaald.
5. Viscositeitsmeter volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de versnellingsdetector via een fasedraaier met de oscillatie-aandrijfspoel is verbonden.
6. Viscositeitsmeter volgens conclusie 5. met het kenmerk, dat de versnellingsdetector bestaat uit twee piëzo-elektrische stroken, die evenwijdig aan elkaar en in een zich evenwijdig aan de oscillatierichting van het oscillatielichaam uitstrekkend vlak verlopen en waarvan telkens een uiteinde vast aan het oscillatielichaam is bevestigd op diametraal tegenover elkaar gelegen plaatsen, terwijl de andere uiteinden daarvan vrij beweegbaar zijn in de oscillatierichting van het oscillatielichaam en in tegengestelde richtingen wijzen en dat de uitgangen'van de piëzo-elektrische stroken zijn aangesloten op de respectieve ingangen van een instrumentatieversterker, waarvan de uitgang met de fasedraaier is verbonden. ##*
NL9400723A 1994-05-02 1994-05-02 Viscositeitsmeter. NL9400723A (nl)

Priority Applications (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9400723A NL9400723A (nl) 1994-05-02 1994-05-02 Viscositeitsmeter.
NO19951576A NO315585B1 (no) 1994-05-02 1995-04-26 Viskosimeter
PL95308421A PL177239B1 (pl) 1994-05-02 1995-04-28 Lepkościomierz oscylacyjny
DK95201114T DK0681176T3 (da) 1994-05-02 1995-04-28 Viskosimeter
CN95104749A CN1125327C (zh) 1994-05-02 1995-04-28 粘度计
DE69530815T DE69530815T2 (de) 1994-05-02 1995-04-28 Viskosimeter
FI952070A FI115252B (fi) 1994-05-02 1995-04-28 Viskosimetri
ES95201114T ES2199973T3 (es) 1994-05-02 1995-04-28 Viscosimetro.
EP95201114A EP0681176B1 (en) 1994-05-02 1995-04-28 Viscometer
RU95106472/28A RU2152606C1 (ru) 1994-05-02 1995-04-28 Вискозиметр
KR1019950010712A KR100347406B1 (ko) 1994-05-02 1995-05-02 점성도계
US08/433,524 US5698773A (en) 1994-05-02 1995-05-02 Viscometer
JP10880095A JP3537910B2 (ja) 1994-05-02 1995-05-02 粘度計
CA002148388A CA2148388C (en) 1994-05-02 1995-05-02 Viscometer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9400723 1994-05-02
NL9400723A NL9400723A (nl) 1994-05-02 1994-05-02 Viscositeitsmeter.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9400723A true NL9400723A (nl) 1995-12-01

Family

ID=19864149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9400723A NL9400723A (nl) 1994-05-02 1994-05-02 Viscositeitsmeter.

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5698773A (nl)
EP (1) EP0681176B1 (nl)
JP (1) JP3537910B2 (nl)
KR (1) KR100347406B1 (nl)
CN (1) CN1125327C (nl)
CA (1) CA2148388C (nl)
DE (1) DE69530815T2 (nl)
DK (1) DK0681176T3 (nl)
ES (1) ES2199973T3 (nl)
FI (1) FI115252B (nl)
NL (1) NL9400723A (nl)
NO (1) NO315585B1 (nl)
PL (1) PL177239B1 (nl)
RU (1) RU2152606C1 (nl)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7775976B2 (en) * 1920-03-19 2010-08-17 Alere Switzerland Gmbh Method to determine a coagulation property of a fluid
NL1010308C2 (nl) * 1998-10-13 2000-04-17 Vaf Instr Bv Piëzo-elektrische viscositeitsmeter.
US6311549B1 (en) 1999-09-23 2001-11-06 U T Battelle Llc Micromechanical transient sensor for measuring viscosity and density of a fluid
US6484587B2 (en) * 2000-02-07 2002-11-26 Mamac Systems, Inc. Pressure sensor
JP3348162B2 (ja) * 2000-05-09 2002-11-20 シービーシーマテリアルズ株式会社 液体の粘性測定法と粘弾性測定法並びに粘弾性測定装置
DE10131429A1 (de) * 2001-06-29 2003-01-16 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Auswertung des Signals eines Viskositätssensors
US7614285B2 (en) * 2007-03-27 2009-11-10 Cambridge Viscosity, Inc. Dynamic reciprocating-bob rheometry
FR2921726B1 (fr) * 2007-10-02 2010-05-21 Fr De Services Soc Procede et systeme pour la determination de la viscosite d'un produit
AT508679B1 (de) 2009-08-27 2011-03-15 Johannes Kepler Uni Linz Sensoranordnung zur messung von eigenschaften von fluiden
CN103154701B (zh) * 2010-09-07 2016-02-24 梅赫·萨伊尔 具有对称谐振器的流体性质测量装置
US10443378B2 (en) 2012-08-31 2019-10-15 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for downhole in-situ determination of fluid viscosity
EP2875332A4 (en) * 2012-08-31 2016-03-16 Halliburton Energy Services Inc APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING IN SITU FLUID VISCOSITY IN A WELL BOTTOM
FR3015676B1 (fr) * 2013-12-24 2016-12-30 Sofraser Systeme et procede de mesure en ligne de la viscosite d'un produit
US9562840B2 (en) 2014-12-03 2017-02-07 Cambridge Viscosity, Inc. High precision reciprocating bob viscometer
EP3215812B1 (en) 2014-12-29 2020-10-07 Concentric Meter Corporation Fluid parameter sensor and meter
US10126266B2 (en) 2014-12-29 2018-11-13 Concentric Meter Corporation Fluid parameter sensor and meter
WO2016109451A1 (en) 2014-12-29 2016-07-07 Concentric Meter Corporation Electromagnetic transducer
RU2608574C1 (ru) * 2015-09-14 2017-01-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)" Вибрационный реометр
CN108104808A (zh) * 2018-01-05 2018-06-01 中国海洋石油集团有限公司 井下流体粘度测量短节
US10855158B2 (en) * 2018-04-19 2020-12-01 Watasensor, Inc. Magnetic power generation
RU189049U1 (ru) * 2019-01-09 2019-05-07 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Устройство для измерения вязкости моторного масла и контроля его работоспособности
US11162861B2 (en) 2019-04-24 2021-11-02 Lawrence Livermore National Security, Llc Magnetically coupled pressure sensor
KR20200144734A (ko) 2019-06-19 2020-12-30 조남섭 선박 엔진 연료의 점도감지장치 및 그 장치의 구동방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005599A (en) * 1975-08-05 1977-02-01 International Telephone And Telegraph Corporation Fluid property detection system
EP0297032A1 (de) * 1987-06-12 1988-12-28 Jürg Dual Viskosimeter
US4905499A (en) * 1987-04-30 1990-03-06 Yamaichi Electric Mfg. Co., Ltd. Device for detecting viscosity or specific gravity of liquid
WO1991014168A1 (en) * 1990-03-13 1991-09-19 Public Health Laboratory Service Board Rotational viscosity measurement
WO1993002347A1 (en) * 1991-07-23 1993-02-04 Vaf Instruments B.V. Viscometer

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3181348A (en) * 1962-07-05 1965-05-04 Bell Telephone Labor Inc Semidirect oscillational viscometry
US3382706A (en) * 1965-10-12 1968-05-14 Nat Metal Refining Company Inc Oscillatory element for measuring viscosity
US3986388A (en) * 1975-09-05 1976-10-19 International Telephone And Telegraph Corporation Fluid property detection system
US4648262A (en) * 1985-03-07 1987-03-10 Reis August K Microviscosimeter
US4754640A (en) * 1987-03-17 1988-07-05 National Metal And Refining Company, Ltd. Apparatus and method for determining the viscoelasticity of liquids
DE3800474A1 (de) * 1988-01-11 1989-07-20 Basf Lacke & Farben Verfahren und vorrichtung zum messen der viskositaet von stoffen
US5317908A (en) * 1992-04-28 1994-06-07 National Metal Refining Company, Inc. High viscosity transducer for vibratory viscometer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005599A (en) * 1975-08-05 1977-02-01 International Telephone And Telegraph Corporation Fluid property detection system
US4905499A (en) * 1987-04-30 1990-03-06 Yamaichi Electric Mfg. Co., Ltd. Device for detecting viscosity or specific gravity of liquid
EP0297032A1 (de) * 1987-06-12 1988-12-28 Jürg Dual Viskosimeter
WO1991014168A1 (en) * 1990-03-13 1991-09-19 Public Health Laboratory Service Board Rotational viscosity measurement
WO1993002347A1 (en) * 1991-07-23 1993-02-04 Vaf Instruments B.V. Viscometer

Also Published As

Publication number Publication date
NO315585B1 (no) 2003-09-22
RU95106472A (ru) 1997-01-10
NO951576D0 (no) 1995-04-26
NO951576L (no) 1995-11-03
US5698773A (en) 1997-12-16
DE69530815T2 (de) 2004-04-01
ES2199973T3 (es) 2004-03-01
EP0681176B1 (en) 2003-05-21
FI952070A (fi) 1995-11-03
FI952070A0 (fi) 1995-04-28
RU2152606C1 (ru) 2000-07-10
CA2148388A1 (en) 1995-11-03
CN1125327C (zh) 2003-10-22
FI115252B (fi) 2005-03-31
PL308421A1 (en) 1995-11-13
DE69530815D1 (de) 2003-06-26
PL177239B1 (pl) 1999-10-29
JP3537910B2 (ja) 2004-06-14
KR100347406B1 (ko) 2002-11-29
DK0681176T3 (da) 2003-08-25
EP0681176A1 (en) 1995-11-08
CN1114745A (zh) 1996-01-10
KR950033470A (ko) 1995-12-26
JPH08152395A (ja) 1996-06-11
CA2148388C (en) 2005-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL9400723A (nl) Viscositeitsmeter.
CA1315126C (en) Vibration-type rheometer apparatus
JP3574900B2 (ja) 発振システム特性の計測装置と方法
EP0144437B1 (en) Rheometer
US5323638A (en) Sensor apparatus
EP0187324A1 (en) Apparatus for self-resonant vibrational mixing
EP0560513A2 (en) Single balanced beam electrostatic voltmeter modulator
NL8103935A (nl) Inrichting voor het vaststellen van het bereiken van een vooraf bepaalde vulstand in een reservoir.
KR870006405A (ko) 음차진동 점도계
US4796468A (en) Apparatus for measuring fluid density
WO1993002347A1 (en) Viscometer
EP1430311A1 (en) Sensor for non-contacting electrostatic detector
US2358374A (en) Apparatus for determining physical properties of fluids
NL1010308C2 (nl) Piëzo-elektrische viscositeitsmeter.
US20030230136A1 (en) Viscosity measurement by means of damped resonant vibration normal to an approximate rigid plate
MX2011005657A (es) Metodo y aparato para hacer vibrar un tubo de flujo de un medidor de flujo vibratorio.
JP4073335B2 (ja) 振動式レベルセンサ
US5081870A (en) Method and apparatus for determining dynamic mechanical properties of materials
US4409840A (en) Vibrating vane pressure gauge
SU403999A1 (ru) Виброреометр
JPH04357439A (ja) 電気レオロジー的性質の測定装置
SU1122924A1 (ru) Способ непрерывного измерени в зкости
SU702272A1 (ru) Устройство дл определени в зкоупругих свойств мономолекул рных слоев веществ
RU2000116377A (ru) Способ определения массы в недоступном для прямого измерения объеме и устройство для его осуществления
UA45220A (uk) Коливальний віскозиметр

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed