PL177239B1 - Lepkościomierz oscylacyjny - Google Patents

Abstract

1. Lepkosciomierz oscylacyjny, majacy prze- twornik dla zmiany wielkosci badanej cieczy na syg- nal elektryczny, zawierajacy obudowe z komora z badana ciecza, przy czym do scianek komory jest szty- wno przymocowany element podtrzymujacy, do któ- rego z kolei jest przymocowany uklad oscylacyjny, który na przeciwnych koncach posiada element oscy- lujacy, cewke podtrzymujaca drgania zasilana pradem zmiennym, obwód stalego pola magnetycznego oraz detektor do pomiaru drgan elementu oscylujacego, znamienny tym, ze obwód stalego pola magnetycz- nego jest umieszczony poza komora (8) z badana ciecza, zas cewka (6) podtrzymujaca oscylacje, której os symetrii tworzy niewielki kat ze skierowanymi ku niemu liniami stalego pola magnetycznego oraz dete- ktor (11) do pomiaru drgan sa umieszczone w elemen- cie oscylujacym (4). fiq - 1 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazkujest lepkościomierz oscylacyjny. Lepkościomierz znajduje zastosowanie przy badaniu lepkości cieczy.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 005 599 opisano lepkościomierz wyposażony w przetwornik zamieniający wielkości lepkości płynu na sygnał elektryczny. Przetwornik zawiera obudowę z komorą na badaną ciecz, element podtrzymujący, przymocowany sztywno do wspomnianej obudowy, układ oscylujący, który z jednej strony jest na stałe przymocowany do elementu podtrzymującego, zaś na drugim końcu posiada element oscylujący oraz, cewkę podtrzymującą oscylacje, zasilaną przemiennym prądem, obwód stałego pola magnetycznego dla wytwarzania stałego pola magnetycznego oraz detektor do pomiaru drgań elementu oscylacyjnego.

Znany przetwornik jest typu skrętnego i zawiera obudowę, do której element podtrzymujący jest sztywno przymocowany poprzecznie do ścianki bocznej obudowy. Zespół drgań skrętnych jest umieszczony w obudowie i zawiera element oscylujący i taśmy skrętne, przy czym element oscylujący jest połączony jedną stroną taśmami skrętnymi z elementem podtrzymującym. Przeciwny koniec elementu oscylującego może poruszać się swobodnie. W elemencie oscylującym umieszczony jest stały magnes, którego linie pola biegną poprzecznie do bocznej ścianki obudowy miernika. Przynajmniej w sąsiedztwie stałego magnesu obudowa jest wykona177 239 na z materiału niemagnetycznego, dzięki czemu linie pola stałego magnesu wychodzą na zewnątrz obudowy. Cewka podtrzymująca drganiajest umieszczona na zewnątrz obudowy miernika na wysokości stałego magnesu, pod niewielkim kątem w stosunku do kierunku północpołudnie stałego magnesu. Podłączając przemienny prąd do cewki podtrzymującej oscylacje, wprowadza się element oscylujący w drgania skrętne w wyniku interakcji cewki i stałego magnesu. Ponadto w znanym lepkościomierzu znajduje się układ detektora, który sygnalizuje drgania elementu oscylującego. Wielkość lepkości jest określana z wartości sygnału detektora.

Ogólnie wiadomo, że wiele cieczy zawiera cząsteczki żelaza. Pod tym względem znane urządzenie ma tę wadę, że cząsteczki żelaza z badanej cieczy przywierają do elementu oscylującego i zbierają się tam, powodując dodatkowe tłumienie drgań. Stwierdzono, że nawet niewielka ilość przywierających cząsteczek żelaza ma istotny wpływ na wartość pomiaru. W konsekwencji, lepkościomierz musi być często czyszczony. Ponadto, w wyniku przyciągania stałego magnesu, czyszczenie elementu oscylującego nie jest proste.

W lepkościomierzu opisanym w amerykańskim opisie patentowym nr 4 005 599, zastosowano sprzężenie zwrotne dla utrzymania drgań skrętnych elementu oscylującego, przy czym układ detektora, zawierający kształt piezoelektryczny, dla detekcji drgań elementu oscylującego jest umieszczony naj ednym końcu, zaś cewka podtrzymuj ąca oscylacj e j est umieszczona na drugim końcu pętli sprzężenia zwrotnego.

W przypadku tego lepkościomierza, dwie częstotliwości sąmierzone, które są wytwarzane przez sprzężenie zwrotne między sygnałem w fazie oraz sygnałem przesuniętym w fazie. W konsekwencji muszą być osiągnięte warunki dla nowej równowagi, co obniża szybkość pomiaru. Poza tym, pomiar jednej z częstotliwości musi trwać odpowiednio długo, aby zmniejszyć wpływ zjawiska przełączania. Ponadto, pętla sprzężenia zwrotnego jest złożona i w wyniku lokalizacji stałego magnesu powstaje problem z zanieczyszczeniem ferromagnetycznym cieczy, które przywiera do cylindra lepkościomierza i wpływa bezpośrednio na pomiar.

Ponadto w opisach patentowych, nr EP-A-0297032 oraz Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 905 499 ujawniono detektory piezoelektryczne. W pierwszym z nich wykonuje się pomiar różnicy faz dla określenia tłumienia. Przesunięcie fazy służy do określenia przesunięcia częstotliwości w funkcji przesunięcia fazy. Ponadto sterowanie i detekcja sąpodłączone do pręta, który niejest tłumiony przez ciecz. Rura umieszczona wokół prętajest tłumiona przez ciecz. W wyniku różnicy sztywności rury i pręta powstaje sprzężenie dwóch systemów oscylujących. W praktyce nie jest możliwe uzyskanie sztywności pręta dostatecznie wyższej od sztywności rury.

W rozwiązaniu przedstawionym w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 905 499 zastosowano wyodrębnioną masą dla uzyskania układu oscylującego.

Celem wynalazku jest opracowanie lepkościomierza oscylacyjnego, który nie posiada opisanych wyżej wad i który jest łatwy w eksploatacji.

Lepkościomierz, mający przetwornik dla zmiany wielkości lepkości badanej cieczy na sygnał elektryczny, zawierający obudowę z komorą z badaną cieczą, przy czym do ścianek komory jest sztywno przymocowany element podtrzymujący, do którego z kolei jest przymocowany układ oscylacyjny, który na przeciwnych końcach posiada element oscylujący, cewkę podtrzymującą drgania zasilaną prądem zmienny, obwód stałego pola magnetycznego oraz detektor do pomiaru drgań elementu oscylującego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że obwód stałego pola magnetycznego j est umieszczony poza komorą z badaną cieczą, zaś cewka podtrzymująca oscylacje, której oś symetrii tworzy niewielki kąt ze skierowanymi ku niemu liniami stałego pola magnetycznego oraz detektor do pomiaru drgań są umieszczone w elemencie oscylującym.

, Korzystnie, obwód stałego pola magnetycznego składa się z co najmniej jednego stałego magnesu, który jest umieszczony w sąsiedztwie elementu oscylującego poza komorą z badanym płynem.

Korzystnie, obwód stałego pola magnetycznego składa się z co najmniej jednej cewki zasilanej prądem stałym, która jest umieszczona w sąsiedztwie elementu oscylującego poza komorą zbadanym płynem, przy czymjej oś symetrii jest skierowana wkierunku elementu oscylującego.

177 239

Korzystnie, detektor jest detektorem przyspieszenia.

Korzystnie, detektor jest połączony poprzez przesuwnik fazy z cewką podtrzymującą oscylacje.

Korzystnie, detektor składa się z dwóch piezoelektrycznych taśm, umieszczonych równolegle do siebie, a prostopadle do osi elementu oscylującego, przy czymjeden koniec każdej taśmy jest sztywno przymocowany do elementu oscylującego, natomiast drugi koniec każdej taśmyjest umieszczony swobodnie, zaś wyjścia taśm piezoelektrycznych są podłączone do odpowiednich wejść wzmacniacza, którego wyjście jest połączone z przesuwnikiem fazy.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku, obwód stałego pola magnetycznego pozostaje poza kontaktem z badaną cieczą, zaś linie stałego pola magnetycznego, wytwarzane przez wspomniany obwód, są skierowane ku ciału oscylującemu, a cewka podtrzymująca drgania jest umieszczona w ciele oscylującym z osią symetrii ustawioną pod niewielkim kątem do linii stałego pola magnetycznego. W konsekwencji, cząsteczki żelaza nie będą zbierały się na ciele oscylującym, a dzięki temu, częstość czyszczenia może być znacznie zmniejszona.

W jednym wykonaniu wynalazku, obwód stałego pola magnetycznego zawiera przynajmniej jeden stały magnes, który jest umieszczony w pobliżu ciała oscylującego poza komorą zawierającą badaną ciecz. Usuwając stały magnes, łatwiej jest czyścić lepkościomierz.

W wykonaniu wynalazku, które jest zalecane do stosowania, konstrukcja elementu oscylującego zawiera przynajmniej jedną cewkę zasilaną prądem stałym przy czym cewka jest umieszczona w pobliżu ciała oscylującego poza komorą zawierającą badaną ciecz, a jej oś symetrii jest skierowana ku ciału oscylującemu. W tym układzie, dla ułatwienia czyszczenia trzeba tylko wyłączyć stały prąd lub podać na cewkę stałego pola prąd przemienny'.

W innym wykonaniu wynalazku, układ detektora jest detektorem przyspieszenia, zaś wartość lepkości jest określana z amplitudy sygnału emitowanego przez wspomniany detektor oraz sygnału podawanego na cewkę podtrzymującą drgania.

Uproszczenie lepkościomierza uzyskano dzięki temu, że detektor przyspieszenia jest podłączony poprzez przesuwnik fazy do cewki podtrzymującej oscylacje. W ten sposób oscylacje sąautomatycznie podtrzymywane przy bardzo uproszczonym układzie sterującym. W przypadku lepkościomierza według wynalazku, stosowany jest pomiar amplitudy zamiast częstotliwości, dzięki czemu możliwe stało się nie tylko uproszczenie układu, ale również pomiar z większą rozdzielczością.

W innym wykonaniu, zalecanym do stosowania, detektor przyspieszenia zawiera taśmy piezoelektryczne, które biegną równolegle do siebie w płaszczyźnie równoległej do kierunku drgań ciała oscylującego, zaś jeden koniec każdej taśmy jest na stałe zamocowany do ciała oscylującego, przy czym punkty mocowania są rozmieszczone po przeciwnych stronach średnicy ciała oscylującego, podczas gdy drugie końce mogą poruszać się swobodnie w kierunku oscylacji ciała oscylującego i są zwrócone w przeciwnych kierunkach, zaś sygnały wyjściowe taśm piezoelektrycznych są podłączone do odpowiednich wejść wzmacniacza przyrządowego, którego wyjście jest podane na przesuwnik fazy. W ten sposób wyeliminowany jest wpływ drgań translacyjnych ciała oscylującego.

Istotną zaletą rozwiązania według wynalazku, jest bardzo mała zależność częstotliwości rezonansowej układu oscylacyjnego od temperatury. Mierząc temperaturę, mikroprocesor może łatwo wyznaczyć kompensację termiczną. Ponadto, elektryczna część lepkościomierza jest bardzo prosta i zawiera niewielką ilość elementów. Najważniejszą zaletą lepkościomierza według wynalazku jest to, że jest bardzo łatwy w eksploatacji (mała częstość czyszczenia) i nie musi być usuwany z systemu rur dla oczyszczenia wnętrza obudowy i elementu oscylującego. Ponadto lepkościomierz według wynalazku ma tę zaletę, że kompensowany jest ruch translacyjny ciała oscylującego.

Przedmiot wynalazkujest przedstawiony w przykładzie wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje, schematycznie, przetwornik lepkościomierza, według wynalazku, fig. 2 - przekrój poprzeczny przetwornika lepkościomierza według wynalazku, fig. 3 - przekrój poprzeczny według linii III-III na fig. 2, fig. 4 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii IV-IV na fig. 2, fig. 5 - schem 239 mat układu elektrycznej części lepkościomierza według wynalazku, fig. 6 - widok z przodu, częściowo w przekroju poprzecznym, lepkościomierza według wynalazku, zainstalowanego w systemie rur, fig. 7 - widok z boku, częściowo w przekroju poprzecznym, wykonania lepkościomierza, według wynalazku zainstalowanego w systemie rur.

Wynalazekjest oparty na założeniu, że ciecz wpływa, tłumiąco, na drgający element, który jest w niej zanurzony. Układ sprzężenia zwrotnego może być użyty dla utrzymania elementu drgającego w oscylacjach mechanicznych poprzez dostarczenie energii do układu oscylacyjnego dla skompensowania wynikających, m.in. z lepkości strat mechanicznych i elektrycznych. Uzyskiwane jest to poprzez zastosowanie wzmacniaczy w systemie sprzężenia zwrotnego. Na przykład, złożona lepkość ścinania może być określona poprzez pomiar częstotliwości rezonansowej drgającego elementu i jej tłumienia.

Stosując ogólną zasadę wspomnianą powyżej, wykonano w charakterze przykładu lepkościomierz według wynalazku, z przetwornikiem do zamiany lepkości cieczy na sygnał elektryczny. Przetwornik posiada obudowę 1 miernika oraz płytkę 2 przymocowaną sztywno do obudowy 1. Układ oscylującyjest podtrzymywany przez płytkę 2 i zawiera pręt skrętny 3, któryjest sztywno przymocowany do płytki 2, prostopadle do niej oraz element oscylujący 4, który stanowi cylinder zamocowany na stałe z jednej strony do wolnego końca pręta skrętnego 3. Pręt skrętny 3 i element oscylujący 4 są wprowadzane w oscylacje skrętne. W tym przypadku zastosowany został system wzbudzania, który zawiera magnes 5 i cewkę 6 podtrzymującą oscylacje.

Jak pokazano na fig. 1, cewka podtrzymująca 6 jest umieszczona w cylindrze elementu oscylującego podczas gdy magnes 5 jest umieszczony na zewnątrz obudowy 1. Wzajemne usytuowanie magnesu 5 i cewki podtrzymującej 6 jest takie, że oś symetrii cewki 6 jest ustawiona pod niewielkim kątem w stosunku do linii pola magnetycznego magnesu 5. Korzystnie, jeśli zastosowany jest drugi magnes 7.

W tym wykonaniu, magnes 5 jest umieszczony na zewnątrz obudowy 1, ale może być również umieszczony częściowo lub całkowicie w obudowie 1. W tym położeniu magnesu trzeba przedsięwziąć środki, aby ciecz nie weszła w kontakt z magnesem, innymi słowy, magnes jest umieszczony poza komorą 8 przeznaczoną na badaną ciecz i jest oddzielony od komory. Tak oddzielony układ jest pokazany na fig. 6 i 7.

W cieczy znajdującej się w komorze 8 jest zanurzona cylindryczna masa 4 urządzenia oscylującego. Komorajest ograniczona zjednej strony płytką 2, a z drugiej strony ścianką obudowy 1, która, na przykład,jest cylindryczna. Lepkościomierzjest stosowanyjako miernik dla przepływającej cieczy. Badana ciecz jest wprowadzana przez otwory 9 w płytce 2 i przepływa wzdłuż pręta skrętnego 3, a następnie jest wyprowadzana lub zawracana przez górny otwór w obudowie 1. Obudowa 1 z umieszczonym w niej elementem oscylującym 4, jest montowana w rurociągu w celu pomiaru lepkości płynu lub cieczy przepływającej przez rurę w sposób ciągły, lub w dowolnym momencie. Dla pomiarów statycznych, górny otwór obudowy 1 może być zamknięty.

Sygnał wzbudzenia, w formie prądu przemiennego jest podawany na cewkę 6 przewodem 10 zasilającym cewki 6, który jest wprowadzony do wnętrza pręta skrętnego 3. Sygnał wzbudzenia może, na przykład być generowany przez generator częstotliwości. Częstotliwość i amplituda sygnału pobudzającego mogą być kontrolowane przy pomocy mikroprocesora. Podając sygnał wzbudzenia na cewkę 6 podtrzymującą oscylacje, wywołuje się drgania skrętne elementu oscylującego 4 w wyniku wystąpienia oddziaływania między cewką 6, a stałymi magnesami 5 i 7. W tym przypadku, linie pola magnesów 5,7 zjednej strony oraz cewki 6 z drugiej strony muszą tworzyć niewielki kąt.

Amplituda drgań skrętnychjest mierzona w układzie detektora 11. Sygnał wejściowy detektora 11 jest wyprowadzany na zewnątrz poprzez wyjściowy przewód 12 wyprowadzony poprzez pręt skrętny 3. Dla stałego sygnału wzbudzenia, sygnał detektora 11 jest miarą lepkości cieczy, w której zanurzony jest element oscylujący 4, może być wzmocniony, przefiltrowany w filtrze pasmowym i wprowadzony na woltomierz, którego wskazania zostają odczytane przez mikroprocesor.

177 239

W przykładzie wykonania z fig. 1 stałe magnesy 5 i 7 sąpokazane jako elektromagnesy, do których cewek doprowadzony musi być stały prąd.

Jest oczywiste, że kiedy używany jest stały magnes, możliwe jest występowanie efektu gromadzenia cząsteczek żelaza. Jednakże wpływ na pomiar jest wywoływany tylko przez zakłócenie pola magnetycznego.

Zaletą lepkościomierza według fig. 1 jest to, że jest on szczególnie łatwy w utrzymaniu, gdyż częstość czyszczenia jest bardzo mała w stosunku do znanych konstrukcji, w których stały magnes jest umieszczony w elemencie oscylującym 4, w wyniku czego cząsteczki żelaza lub inne magnetyczne zanieczyszczenia gromadzą się na powierzchni jego cylindra. Ponadto lepkościomierze może być łatwo czyszczony po usunięciu stałego magnesu 5 lub po wyłączeniu stałego prądu podawanego na cewkę stałego magnesu 5. Cząsteczki żelaza, które nagromadziły się, mogą być łatwo usunięte przy pomocy czyszczącego płynu, zaś przyciąganie magnetyczne nie będzie temu przeszkadzało. W konsekwencji, lepkościomierz jest szczególnie przydatnyjako fragment rurociągu, gdyż nie musi być odłączany od systemu rur w celu wyjęcia elementu oscylującego 4 dla jego oczyszczenia. Poza tym, płyn czyszczący może być przepuszczony przez obudowę 1 lepkościomierza bez wymontowywania go z systemu rurociągowego. Podczas czyszczenia, zarówno prąd przemienny podawany na przewód zasilający 10, jak i stały prąd podawany na cewkę stałego magnesu 5, 7 mogą być wyłączone. Stwierdzono, że czyszczenie może być wówczas szczególnie proste i szybkie.

Minimalny odstęp między boczną powierzchnią cylindrycznego elementu oscylującego 4, a ścianką obudowy 1 jest określony tak, aby fala ścinająca była w zasadzie wygaszona, kiedy osiągnie tę ściankę 13. Dla cieczy newtonowskiej amplituda fali ścinającej jest tłumiona 1000 krotnie na dystansie 2 mm przy lepkości 100 mPa i częstotliwości 400 Hz.

Na figurach 2,3 i 4 pokazano w szczegółach element oscylujący według wynalazku. W przekroju poprzecznym z fig. 2, przewód zasilający i zerowy cewki 6 oraz detektora 11 nie sąpokazane. Element oscylujący 4 jest wykonany z materiału niemagnetycznego. Bardzo odpowiednim materiałemjest stal nierdzewna o strukturze austenicznej. W pewnych zastosowaniach, odpowiednim materiałem może być plastyk. Element oscylujący 4 jest zamknięty od góry i od dołu. Jeden koniec pręta skrętnego 3 jest sztywno przymocowany do dna zamknięcia 15, zaś drugi koniec pręta skrętnego 3 jest sztywno przymocowany do płytki 2. Układ detektora 11 jest sztywno 'przymocowany do obudowy 1, ponad dolnym zamknięciem 15, podobnie jak cewka 6, przy pomocy śrub 13 i 14 (fig. 2 i 3).

W tym wykonaniu, układ detektora 11 jest detektorem przyspieszenia. Detektor przyspieszenia, jest dokładniej pokazany na fig. 4. Detektor przyspieszenia zawiera dwie podpory 16,17, które są dociśnięte do elementu oscylującego 4. Podpory 16 i 17 podtrzymują końce taśm piezoelektrycznych 18 i 19 z jednej strony, zaś z drugiej strony końce taśm 18 i 19 mogą poruszać się swobodnie i są wyposażone w obciążniki 20 i 21 odpowiednio.

Kiedy, podczas rotacyjnych drgań do przodu i w tył elementu oscylującego 4, w rezultacie doprowadzenia przemiennego prądu do cewki 6, element oscylujący 4 obraca się, na przykład w kierunku strzałki R, to siły K1 i odpowiednio K2, są wywierane na piezoelektryczne taśmy 18 i 19 w rezultacie bezwładności taśm 18,19, a w szczególności obciążników 20 i 21 przymocowanych do wolnych końców taśm 18,19. Piezoelektryczne taśmy 18 i 19 są zginane przez siły K1 i K2, a w wyniku tego, generowany jest sygnał wyjściowy detektora 11 przez taśmy piezoelektryczne 18,19. Wielkość lepkości może być określona z amplitudy sygnału wyjściowego detektora 11 oraz z amplitudy sygnału podawanego na cewkę 6 podtrzymującą oscylacje. Jednakże, korzystną alternalywąjest to, aby włączyć układ elektryczny sprzężenia zwrotnego między cewkę 6, a układ detektora 11, zawierajjącego pii^e^zull^l^ttp^y^y^ru taśmy 18 i 19. W wyniku tego ar^ttarmat^cznie będzie utrzymywana oscylacja skrętna układu oscylującego i będzie można określić, przy pomocy, na przykład mikroprocesora, lepkość badanej cieczy ze stosunku amplitudy sygnału detektora 11 do amplitudy sygnału wzbudzenia podawanego na cewkę 6. Układ sprzężenia zwrotnego w układzie pomiarowym lepkościomierza, według wynalazku, jest pokazany na fig. 5.

177 239

Na figurze 5 piezoelektryczne taśmy 18 i 19 są pokazane schematycznie jako elementy piezoelektryczne i oznaczone prze P1 i P2. Elementy P1 i P2 są połączone poprzez równoległe rezystory R11 R2 do wzmacniacza IA. Układ sprzężenia składa się ze wzmacniacza IA, filtru F1, przesuwnika fazy FD, układu automatycznej regulacji wzmocnienia AGC i wzmacniacza V1. Cewka 6 jest podłączona do wyjścia wzmacniacza V1. W wyniku szeregowego połączenia elementów piezoelektrycznych P1 i P2 układu sprzężenia zwrotnego i cewki 6, element oscylujący 4, pokazany na fig. 1, 2, 3 i 4 jest wprawiany w ruch i utrzymywany w oscylacjach skrętnych.

Sygnał, który pojawia się na wyjściu przesuwnika fazy FD i sygnał na połączeniu wzmacniacza Vl i układu automatycznej regulacji wzmocnienia AGC, są wprowadzane na wejścia 12 oraz I3 mikroprocesora μΡ, który na podstawie stosunku amplitudy wspomnianychsggnałów wyznacza sygnał odpowiadający lepkości, któryjest podawany na wyjście 02. Istnieje zależność między sygnałem lepkości na wyjściu 02 mikroprocesora pP, a sygnałami wejściowymi podawanymi na niego, przy czym zależność tę można wyliczyć lub określić doświadczalnie. Sygnał, który powstaje w czujniku temperatury, który nie jest pokazany na rysunku, ale jest umieszczony w pobliżu elementu oscylującego, jest wprowadzany na wzmacniacz V2, którego sygnał wyjściowy jest podawany na wejście II mikroprocesora pP. Sygnał temperatury pojawia się na wyjściu 01 mikroprocesora. Sygnał pochodzący od czujnika temperatury może być wykorzystany przez mikroprocesor jXP dla wyliczenia poprawek temperatury.

W celu utrzymania możliwie najkrótszego mechanicznego połączenia między układem oscylacyjnym (pręt skrętny i element oscylujący), a płytką2, moment bezwładności płytki 2 powinien być duży w porównaniu z momentem bezwładności układu oscylacyjnego.

Wszystkie elementy konstrukcyjne w sąsiedztwie magnesów 5 i 7, jak np. mocowania cewki, podpory, ścianki obudowy 1, ścianka elementu oscylującego 4 i wszystkie podpory, są wykonane z materiału niemagnetycznego, np. ze stali austenic/nej nierdzewnej, stali nierdzewnej 316 lub z plastyku. Wybrane materiały, mają możliwie jak najmniejs:ząprzewpdność elektryczną aby tłumienie drgań elementu oscylującego w konsekwencji zjawiska prądów wirowych było minimalne.

W przypadku oscylacji translncyjudch, które w praktyce zawsze wdotępująjakp efekt uboczny, piezoelektryczne taśmy 18 i 19 poruszają się w przeciwnych kierunkach tak, że napięcia, które są podawane na wzmacniacz IA nie wpływają na sygnał wyjściowy.

W przypadku oscylacji rotacyjnej, które są właśnie pożądane w przypadku tego wykonania, napięcia generowane są dodawane, a zatem ich wpływ na sygnał wyjściowy wzmacniacza IA jest wyraźny.

Na figurach 6 i 7 pokazano wykonanie wynalazku, w którym lepkościomierze według wynalazku jest kmieszyzpuy w kolanku rury, które posiada kryzy mocujące 23 i 24 dla zainstalowania kolanka 22 rury w systemie rur. Dla ilustracji, kolanko 22 zostało przecięte w miejscu zainstalowania lepkościomierza. Element oscylujący 4 jest podłączony poprzez pręt skrętny 3 do podstawy 2. Pręt skrętny 3 i podstawa 2 posiadają kanały, w których umieozczpue są przewody zasilające cewki 6, umieszczonej w elemencie oscylującym 4 oraz dla taśm piezoelektrycznych 18,19. Podstawa 2 jest sztywno przymocowana za pomo^i^zaślepki 25 do kolanka 22. Zaślepka 25 jest umieszczona w otworze 26 kolanka 22 i jest przykręcona mocno za pomocą śruby 27 do kryz ogrngicznjąydcC otwór 26. Podstawa 2 jest kmieszyzona w centralnym otworze 28 zaślepki 25 i jest tam zamocowana za pomocą nakrętki zabezpieczającej 29. Przewody zasilające wyprowadzone z podstawy 2, przechodzą do układu elektronicznego, umieszczonego w obudowie 31. Obudowa 31 jest przykręcona cylindrycznym łącznikiem 32 wyposażonym w kryzy, przy pomocy śruby 33 oraz śruby 34 do zaślepki 25. Czujnik temperatury 35 jest również przymocowany do zaślepki 25 i połączony przy pomocy przewodu łączącego 36, do związanego z nim układu elektrdyzuego, umieszczonego w obudowie 31.

Jeden z magnesów 5,7 znajdujących się po obujego stronach elementu oscylującego 4, pokaznup na fig. 6. Rdzeń 37 z magnesowanego materiału i związana z nim cewka 38 elektromagnesu 5 są umieszyzpge w obudowie 39, której elementy są w sposób rozłączany zamocowane jako całość w otworze 40 obudowy 39.

177 239

Mocowanie jest realizowane przy pomocy nakładki 41 i śrub 42. Przewody połączeniowe dla cewki prądu stałego są przeprowadzone przez przepusty 43 do zasilacza, znajdującego się w obudowie 31.

1ΊΊ 239 fig-Ξ

177 739

177 239

177 239

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Lepkościomierz oscylacyjny, mający przetwornik dla zmiany wielkości badanej cieczy na sygnał elektryczny, zawieraj ący obudowę z komorą z badaną cieczą, przy czym do ścianek komory jest sztywno przymocowany element podtrzymujący, do którego z kolei jest przymocowany układ oscylacyjny, który na przeciwnych końcach posiada element oscylujący, cewkę podtrzymującą drgania zasilanąprądem zmiennym, obwód stałego pola magnetycznego oraz detektor do pomiaru drgań elementu oscylującego, znamienny tym, że obwód stałego pola magnetycznego jest umieszczony poza komorą (8) z badaną cieczą, zaś cewka (6) podtrzymująca oscylacje, której oś symetrii tworzy niewielki kąt ze skierowanymi ku niemu liniami stałego pola magnetycznego oraz detektor (11) do pomiaru drgań sąumieszczone w elemencie oscylującym (4).
2. 2. Lepkościomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że obwód (5, 7) stałego pola magnetycznego składa się z co najmniej jednego stałego magnesu (5), który jest umieszczony w sąsiedztwie elementu oscylującego (4) poza komorą z badanym płynem.
3. 3. Lepkościomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że obwód (5, 7) stałego pola magnetycznego składa się z co najmniej jednej cewki (6) zasilanej prądem stałym, która jest umieszczona w sąsiedztwie elementu oscylującego (4) poza komorą z badanym płynem, przy czym jej oś symetrii jest skierowana w kierunku elementu oscylującego (4).
4. 4. Lepkościomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że detektor (11) jest detektorem przyspieszenia.
5. 5. Lepkościomierz według zastrz. 4, znamienny tym, że detektor (11) jest połączony poprzez przesuwnik fazy (/FD) z cewką (6) podtrzymującą oscylacje.
6. 6. Lepkościomierz według zastrz. 5, znamienny tym, że detektor (11) składa się z dwóch piezoelektrycznych taśm (18,19), umieszczonych równolegle do siebie, a prostopadle do osi elementu oscylującego (4), przy czym jeden koniec każdej taśmy (18,19) jest sztywno przymocowany do elementu oscylującego (4), natomiast drugi koniec każdej taśmy (18,19) jest umieszczony swobodnie, zaś wyjścia taśm piezoelektrycznych (18,19) są podłączone do odpowiednich wejść wzmacniacza, którego wyjście jest połączone z przesuwnikiem fazy (FD).