RU153458U1 - Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей - Google Patents
Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей Download PDFInfo
- Publication number
- RU153458U1 RU153458U1 RU2014150636/28U RU2014150636U RU153458U1 RU 153458 U1 RU153458 U1 RU 153458U1 RU 2014150636/28 U RU2014150636/28 U RU 2014150636/28U RU 2014150636 U RU2014150636 U RU 2014150636U RU 153458 U1 RU153458 U1 RU 153458U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- density
- shear viscosity
- liquids
- measuring
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей, содержащий процессор, генератор, акустический блок, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, блок измерения температуры, блок памяти, клавиатуру и дисплей, отличающийся тем, что акустический блок выполнен в виде одной прямолинейной пластины, длина которой много больше ее толщины, с закрепленным на ней одним наклонным пьезоэлектрическим преобразователем, причем на конце пластины, погружаемом в жидкость, выполнена прямоугольная ступень определенной высоты, также погружаемая в жидкость.
Description
Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей
Полезная модель относится к приборам для непрерывного автоматического измерения сдвиговой вязкости и плотности технических жидкостей непосредственно в технологическом процессе и может быть использована как для контроля за техническим состоянием машин и механического оборудования в процессе их эксплуатации на основе измерений изменений свойств смазывающих и охлаждающих жидкостей, так и для оценки качества различных технологических процессов.
Недостатком обычных ультразвуковых приборов для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей [1] является слабая зависимость амплитуд сигналов, отраженных от границы раздела, от вязкости и плотности жидкости. Поэтому реально удается достаточно точно (с погрешностью 5-10%) измерять сдвиговые вязкости жидкостей величиной 0.2-0.3 Па·с и более. Таким образом, целый ряд технически важных жидкостей - керосин, легкие масла и т.д., оказывается неохваченным.
Из техники известен ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей, содержащий процессор, генератор, двухканальный драйвер, акустический блок, двухканальный коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), блок измерения температуры, блок памяти, клавиатуру и дисплей [2].
Главным недостатком этого ультразвукового прибора для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей является то, что при наличии двух каналов в процессе непрерывных автоматических измерений в течение длительного времени (от нескольких часов до нескольких месяцев) возможно изменение параметров как электронных, так и акустического блоков этих каналов, и это может привести к существенным ошибкам измерений. Например, уменьшение чувствительности одного из преобразователей акустического блока уменьшит амплитуду эхо-сигнала, и, как следствие, прибор зафиксирует изменение вязкости и плотности, вызванное не изменением свойств жидкости, а ошибкой прибора. Последствия этого могут быть самыми непредсказуемыми.
Технической задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является повышение надежности и точности измерения вязкости и плотности жидкостей в процессе непрерывных автоматических измерений в течение длительного времени.
Сущность предложения заключается в том, что ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей, содержащий процессор, генератор, акустический блок, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь, блок измерения температуры, блок памяти, клавиатуру и дисплей, снабжен акустическим блоком, выполненным в виде одной прямолинейной пластины, длина которой много больше ее толщины, с закрепленным на ней одним наклонным пьезоэлектрическим преобразователем, причем на конце пластины, погружаемом в жидкость, выполнена прямоугольная ступень определенной высоты, также погружаемая в жидкость.
На фиг. 1 представлена блок-схема прибора, выполненного согласно данной полезной модели.
На фиг. 2 представлено устройство акустического блока прибора согласно данной полезной модели.
На фиг. 3 представлена осциллограмма эхо-сигналов от пластины со ступенью, выполненной согласно данной полезной модели.
Нумерация узлов и блоков прибора на всех фигурах - сквозная; один и тот же номер соответствует одному и тому же блоку или узлу.
Прибор построен на основе прибора для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей [2] (фиг. 1) с исключением нескольких блоков, лишних для данной полезной модели. Он включает процессор 1, генератор 2, акустический блок 3, усилитель 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 6, блок измерения температуры 7, блок памяти 8, клавиатуру 9 и дисплей 10. На фиг. 2 приведена укрупненная схема акустического блока 3. Он состоит из наклонного преобразователя 11, приклеенного к пластине со ступенью 12, погруженной в резервуар с контролируемой жидкостью 13. В сосуде также закреплен (на фигуре крепеж не показан) датчик температуры 14.
При нажатии соответствующей клавиши клавиатуры 11 процессор 1 в первом такте запускает генератор 2. Генератор формирует последовательность радиоимпульсов, обеспечивающих излучение упругих импульсов с частотным спектром, близким к монохроматическому, которые возбуждают преобразователь 11. Преобразователь формирует нормальную волну, которая распространяется по пластине 12, отражается сначала от ступени, а затем от ее края, принимается и трансформируется им в отраженный электрический эхо-сигнал. Этот эхо-сигнал подается на усилитель 4 и преобразуется АЦП 5 в цифровой код, который через блок памяти 8 подается в процессор для обработки. ЦАП 6 вырабатывает сигнал, устанавливающий коэффициент усиления усилителя 4, величина которого задается при калибровке прибора. Далее процессор 1 по двум измеренным амплитудам и временам прихода эхо-сигналов (от ступени и от края пластины) рассчитывает сдвиговую вязкость и плотность и с учетом данных с блока измерения температуры 7 вводит коррекцию и выводит результаты измерения на дисплей 10.
Повышение надежности и точности измерения вязкости и плотности жидкостей в процессе непрерывных автоматических измерений в течение длительного времени по сравнению с [2] достигается за счет следующих факторов. Во-первых, наличие ступени на конце пластины вызывает появление двух эхо-сигналов (фиг. 3, где 1 - эхо-сигнал от ступени, 2 - эхо-сигнал от конца пластины), второй из которых пробегает расстояние, равное удвоенной высоте ступени. На воздухе отношение этих сигналов фактически определяет затухание в материале волновода (в нашем случае это алюминий), который в нижнем мегагерцовом диапазоне невелик. При погружении волновода в жидкость отношение эхо-сигналов непосредственно дает затухание волны, обусловленное свойствами жидкости, такими как плотность и сдвиговая вязкость [3, 4]. При этом погрешность, возникающая за счет разброса свойств пластин, параметров и качества приклейки преобразователей, практически сводится к нулю, так как один преобразователь и одна пластина одинаково влияют на амплитуды обоих эхо-сигналов. Погрешность возникает только в том случае, если с течением времени изменяется симметрия акустического поля преобразователя. Во-вторых, возможные неодинаковые флуктуации параметров в электронных и акустических блоках двухканальной системы [2], имеющие место при длительных непрерывных измерениях, в предлагаемой полезной модели попросту исключены.
Проведенные испытания прибора с пластиной в виде ступени при измерениях параметров авиационных керосинов марок РТ и ТС-1 показали, что погрешность измерения плотности и сдвиговой вязкости не превышает 0,5-0.7% при периоде измерений до 12 часов.
Литература
1. Method for measuring liquid viscosity and ultrasonic viscometer. US patent 5365778 A.
2. Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей. Патент РФ на полезную модель №143319 МПК G01N 29/00.
3. Гитис М.Б., Чуприн В.А. Применение ультразвуковых поверхностных и нормальных волн для измерений параметров технических жидкостей. 1. Измерение сдвиговой вязкости // ЖТФ. 2012. Т. 82. №5. С. 93-99.
4. Гитис М.Б., Чуприн В.А. Применение ультразвуковых поверхностных и нормальных волн для измерений параметров технических жидкостей. 2. Измерение плотности // ЖТФ. 2012. Т. 82. №5. С. 100-105.
Claims (1)
- Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей, содержащий процессор, генератор, акустический блок, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, блок измерения температуры, блок памяти, клавиатуру и дисплей, отличающийся тем, что акустический блок выполнен в виде одной прямолинейной пластины, длина которой много больше ее толщины, с закрепленным на ней одним наклонным пьезоэлектрическим преобразователем, причем на конце пластины, погружаемом в жидкость, выполнена прямоугольная ступень определенной высоты, также погружаемая в жидкость.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150636/28U RU153458U1 (ru) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150636/28U RU153458U1 (ru) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU153458U1 true RU153458U1 (ru) | 2015-07-20 |
Family
ID=53611976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014150636/28U RU153458U1 (ru) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU153458U1 (ru) |
-
2014
- 2014-12-15 RU RU2014150636/28U patent/RU153458U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6295873B1 (en) | Ultrasonic sensor and method of use | |
KR20130137203A (ko) | 초음파 발생 장치 및 초음파 발생 방법 | |
US8336365B2 (en) | Automatic calibration error detection for ultrasonic inspection devices | |
CN109029602B (zh) | 基于超声波的流量测量方法及流量计 | |
CN110726774B (zh) | 超声衰减系统的测量方法和测量装置 | |
WO2018233198A1 (zh) | 一种基于环状交织阵列的悬浮物动态监测方法与装置 | |
CN102608212A (zh) | 基于声压反射系数功率谱测量薄层声阻抗和声衰减的方法 | |
CN103075981A (zh) | 一种超声波测厚方法 | |
CN111157065A (zh) | 气体超声流量计超声波信号传输回路中声延时测量方法 | |
Santos et al. | Metrological validation of a measurement procedure for the characterization of a biological ultrasound tissue-mimicking material | |
Wallace et al. | Finite amplitude measurements of the nonlinear parameter B/A for liquid mixtures spanning a range relevant to tissue harmonic mode | |
Papadakis | Absolute measurements of ultrasonic attenuation using damped nondestructive testing transducers | |
RU153458U1 (ru) | Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей | |
CN203037849U (zh) | 一种超声波测厚仪 | |
CN110068387B (zh) | 确定待检查的液体中的取决于粘性的声速的修正值的方法 | |
CN113639804B (zh) | 一种检测电缆导管质量的方法和系统 | |
CN202304777U (zh) | 一种工件厚度测量装置 | |
RU143319U1 (ru) | Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей | |
CN104122170A (zh) | 液体密度仪 | |
RU2707199C1 (ru) | Способ определения толщины изделия при одностороннем доступе | |
CN207232088U (zh) | 一种容器腐蚀检测装置 | |
RU153622U1 (ru) | Ультразвуковой прибор для измерения сдвиговой вязкости и плотности жидкостей | |
RU2658558C1 (ru) | Способ измерения расстояния до контролируемой среды с помощью волноводного лчм локатора | |
RU2723058C1 (ru) | Способ и устройство для компенсации неоднородностей соединения при ультразвуковом испытании | |
CN205642340U (zh) | 一种用于检定楼板厚度测量仪的装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20161216 |