PL55369B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: * Opublikowano: 10.VII.1968 55369 KI. 421, 7/02 MKP G 01 n A/ UKD Twórca wynalazku: dr Stanislaw Szyrna Wlasciciel patentu: Politechnika Slaska im. W. Pstrowskiego (Katedra Fizyki A), Gliwice (Polska) Czujnik do pomiaru lepkosci osrodków cieklych Przedmiotem wynalazku jest czujnik do pomia¬ ru lepkosci osrodków cieklych przy pomocy fal scinania.Znane sa czujniki do pomiaru lepkosci osrod¬ ków cieklych w postaci krystalicznych przetwor¬ ników kwarcowych i w postaci pólfalowych ply- r^ft magnetostrykcyjnych, których dzialanie opar¬ te jest na efekcie piezoelektrycznym i magneto- strykcyjnyrn. Znane czujniki stanowia plytke magnetoskrykcyjna, posiadajaca ksztalt plytki prostokatnej, przy czym jej wymiary poprzeczne sa znacznie wieksze od grubosci. Drgania plytki wzbudzone sa przy wykorzystaniu efektu magne- tostrykcyjnego plytki.Plytka drgajaca zanurzona w cieczy pobudza w niej fale poprzeczne, które zanikaja wskutek im- pedancji mechanicznej osrodka badanego, zaleznej od jego lepkosci.Znane czujniki sa wrazliwe na dzialanie zew¬ netrznych czynników mechanicznych i ze wzgledu na efekt magnetostrykcyjny posiadaja ograniczone zastosowanie w zakresie temperatury pomiaru, ograniczonej punktem Curie i czestotliwosci.Celem wynalazku jest opracowanie czujnika do pomiaru lepkosci osrodków cieklych przy pomocy fal scinania, który nie posiada wad i niedogod¬ nosci znanych czujników i pozwala na pomiar lepkosci niezaleznie od temperatury i dla dowol¬ nej czestotliwosci. 25 2 Cel ten zostal osiagniety przez zbudowanie czuj¬ nika, który posiada sonde wykonana z metalu lub tworzywa w postaci ksztalki wieloramiennej naj¬ korzystniej w postaci trójramiennej lub cztero- ramiennej, zamocowanej na stale w korpusie za pomoca osi przechodzacej przez srodek polaczen ramion sondy. Konce dwóch ramion sondy umiesz¬ czone sa w szczelinach glowicy ukladu odbiorcze¬ go drgan, a elementy ukladu pobudzenia drgan w postaci elektromagnesów lub kólek zebatych sa usytuowane po zewnetrznej stronie konców tych samych ramion. Sonda wykonana z materialu fer¬ romagnetycznego pobudzana jest do drgan poprzez elektromagnesy, zas sonda wykonana z materialu nieferromagnetycznego pobudzona jest do drgan przez kólka zebate.Uklad odbioru drgan sondy sklada sie z glowicy magnetycznej odbierajacej drgania sondy, prosto¬ wnika zasilajacego, wzmacniacza i lampy oscylos¬ kopowej. Wynalazek zostanie blizej objasniony na przykladzie wykonania pokazanym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy czujnika, fig. 2 — sonde w plaszczyznie drgan z elementem impulsowego ukladu pobudzenia drgan i ukladu odbiorczego drgan, fig. 3 — odmiane sondy zaopatrzonej w czwarte ramie z elementem ukladu pobudzania drgan w postaci kólek zeba¬ tych, a fig. 4 przedstawia urzadzenie odbioru drgan sondy.Czujnik sklada sie (fig. 1) z sondy 1 impulsowe- 553693 go urzadzenia pobudzenia drgan 2 i urzadzenia odbioru drgan 3 sondy. Sonda 1 przedstawiona wraz z elementem pobudzenia i glowica odbioru drgan (fig. 2) sklada sie z ramion 4, 5 pobudzenia drgan i ramienia 6 wytwarzania fal scinania.Przez srodek polaczen ramion 4, 5, 6 przechodzi os 8, która zamocowana jest na stale do korpusu 9 czujnika.Ramiona 4, 5 sondy pobudzone sa impulsowo do drgan przez chwilowe pole magnetyczne wywo¬ lane elektromagnesami 10, 11 impulsowego ukladu pobudzenia drgan. Drgnia ramion sondy 4, 5, prze¬ twarzaja sie na drganie podluzne w miejscu po¬ laczen ramion 4, 5, 6 pobudzajac do drgan podluz¬ nych pozostale ramie 6, które w czasie pomiaru zanurzone jest w cieczy badanej i wywoluje w niej fale scinania. Dwa elektromagnesy 10, 11 impulsowego ukladu pobudzenia drgan przymo¬ cowane sa w korpusie 9 w sasiedztwie po zew¬ netrznej stronie konców ramion 4, 5 sondy. Uklad odbiorczy drgan sondy sklada sie z przedstawio¬ nej na fig. 4 glowicy odbiorczej 12 z dwoma szcze¬ linami 15, 16, w których umieszczone sa konce ramion 4, 5 sondy. Glowica 12 zasilana jest pra¬ dem stalym z prostownika 18. Wskutek drgan ra¬ mion 4, 5 w uzwojeniu glowicy 12 wywolana jest sila elektromotoryczna, której amplituda jest pro¬ porcjonalna do amplitudy drgan ramion 4, 5, któ¬ ra po wzmocnieniu przez wzmacniacz 17, jpodana jest na okladki odchylajace lampy oscyloskopo¬ wej 19.Impulsowy uklad pobudzenia drgan w jego od¬ mianie przedstawiony jest na fig. 3, sklada sie z kól zebatych 13, 14, które napedzane sa silni¬ kiem elektrycznym o regulowanej ilosci obrotów.Kola zebate 13, 14 umieszczone sa w korpusie 9 w sasiedztwie szczytów ramion 4, 5 w takiej od¬ leglosci od krawedzi ramion 4, 5, ze w czasie obrotu uderzaja zebami konce ramion 4 i 5 i wy¬ woluja drgania giete tych ramion. Odmiana im¬ pulsowego ukladu pobudzenia drgan stosuje sie w przypadku sondy 1 wykonanej z materialu nie- ferromagnetycznego.Odmiana czujnika przedstawiona na fig. 3 skla¬ da sie z sondy z dodatkowym ramieniem 7. Ra¬ miona 4 i 5 pobudzone do drgan pobudzaja w 4 miejscu polaczen ramion 4, 5, 6, 7 do drgan giet- nych ramiona 6, 7. Odmiane czujnika stosuje sie do badania cieczy malolepkich.Ramie 6 sondy przedstawionej na fig. 2 zanu- 5 rza sie w badanej cieczy. Pobudzone do drgan ramie 6 wywoluje w cieczy fale scinania. Wskutek reakcji osrodka i zwrotnego dzialania ramienia 6 na ramiona 4, 5 sila elektromotoryczna wywolana w uzwojeniu glowicy 12 bedzie malala wykladni- 10 czp z czasem. Pole obrazu przebiegu sily ele¬ ktromotorycznej wywolanej ruchem drgajacym sondy w glowicy 12, otrzymane na lampie oscylo¬ skopowej 19, jest zalezne od tlumienia drgan ra¬ mienia 6 w cieczy badanej. W przypadku cieczy 15 newtonowskich mozna wyznaczyc lepkosc w jed¬ nostkach absolutnych a dla wszystkich innych cie¬ czy lepkosprezystych mozna wyznaczyc lepkosc pozorna.W przypadku odmiany czujnika ramiona 6, 7 20 sondy przedstawionej na fig. 3 zanurza sie w ba¬ danej cieczy. Pobudzone do drgan gietnych ra¬ miona 6 i 7 wywoluja w cieczy fale scinania.Wskutek reakcji osrodka i zwrotnego dzialania ramion 6 i 7 na ramiona 4 i 5, sila elektromoto- 25 ryczna wywolana ruchem drgan ramion 4 i 5 malec bedzie wykladniczo z czasem. Wynik po¬ miaru odczytuje sie na ekranie lampy oscylosko¬ powej. Czujnik ten stosuje sie do badan malolep¬ kich cieczy. 30 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Czujnik do pomiaru lepkosci osrodków cieklych przy pomocy fal scinania znamienny tym, ze son- 35 da (1) wykonana z metalu lub tworzywa w posta¬ ci ksztaltki wieloramiennej najkorzystniej w po¬ staci trójramiennej lub czteroramiennej zamoco- * wana jest w korpusie (9) na stale za pomoca osi przechodzacej przez srodek polaczen trzech lub 40 czterech ramion (4), (5), (6), (7) sondy, której kon¬ ce dwóch ramion (4), (5) umieszczone sa w szcze¬ linach (15), (16) glowicy (12) ukladu odbiorczego drgan (3), a elementy ukladu pobudzenia drgan (2) w postaci elektromagnesów (10, 11) lub kólek 45 zebatych (13, 14) sa usytuowane po zewnetrznej stronie konców tych samych ramion (4), (5).KI. 42 1, 7/02 55369 MKP G 01 n 7 Fig.'/ 40 42 Flg.2KI. 421, 7/02 55369 MKP G 01 n /S 42 r&4 WDA-l. Zam. 306. Nakl. 360 egz. PL