RU2069848C1

RU2069848C1 - Method of continuous determination of viscosity and density of liquid and device for its realization

Info

Publication number: RU2069848C1
Authority: RU
Inventors: А.М. Онищенко
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Ди Си Ди"
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1996-11-27

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: method of continuous determination of viscosity and density of liquid includes excitation of oscillations in vibration converter placed into examined liquid, measurement of amplitude of oscillations of vibration converter and determination of viscosity and density by calculation. C-shaped clamp with float anchored between clamp ends on elastic cords is positioned vertically and used as vibration converter. Amplitude of oscillations is determined by difference of harmonic changes of lengths of elastic cords. Device for realization of method has vibration converter placed into examined liquid connected to oscillation generator and units for registration and indication. Elastic cords of converter present loops which internal part is made from current conductive elastic material and shell is manufactured of restoring elastic material. Ends of loops are connected to units for registration and indication. EFFECT: enhanced functional reliability of method and device. 5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а более конкретно к способам и устройствам автоматического контроля вязкости флотореагентов, тяжелых суспензий, пульп, вспенивателей и других жидких продуктов и может быть использовано на углеобогатительных, железорудных, полиметаллических и других обогатительных фабриках с мокрыми способами обогащения с целью автоматического управления процессами. The invention relates to mineral processing, and more particularly to methods and devices for automatically controlling the viscosity of flotation reagents, heavy suspensions, pulps, blowing agents and other liquid products and can be used in coal processing, iron ore, polymetallic and other processing plants with wet processing methods for automatic process management.

Известно устройство для измерения вязкости и плотности жидкости, содержащее вибрационный датчик вязкости с полым вибратором и измерительную схему, в котором для увеличения числа одновременно измеряемых параметров и обеспечения линейности шкалы вибратор выполнен таким образом, что две стороны его поперечного сечения, каждая длиной не менее 0,9 полупериода сечения, параллельны, причем расстояние между ними меньше чем

, где n вязкость, w- угловая частота колебаний вибратора, а измерительная схема выполнена в виде подключенных к датчику блоков измерения сдвига частоты и добротности вибратора, выходы которой соединены со входами блока умножения, соединенного в свою очередь с другим блоком умножения, второй вход которого подключен к выходу блока измерения сдвига частоты [1]
Недостатком известного устройства является низкая точность измерения вязкости и узкий диапазон измерений.A device for measuring viscosity and density of a liquid is known, comprising a vibration viscosity sensor with a hollow vibrator and a measuring circuit in which, to increase the number of simultaneously measured parameters and ensure linearity of the scale, the vibrator is made in such a way that two sides of its cross section, each with a length of at least 0, 9 half-periods of the section are parallel, and the distance between them is less than

where n is the viscosity, w is the angular frequency of the vibrator, and the measuring circuit is made in the form of units for measuring the frequency shift and Q factor of the vibrator, the outputs of which are connected to the inputs of the multiplication unit, which in turn is connected to another multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the frequency shift measurement unit [1]
A disadvantage of the known device is the low accuracy of measuring viscosity and a narrow measurement range.

Известен способ непрерывного измерения вязкости жидкостей, основанный на измерении энергии, необходимой для поддержания колебаний виброэлектрического резонансного электромеханического преобразователя с резонансной частотой и постоянной амплитудой, в котором для повышения точности и расширения динамического диапазона поддерживают постоянной добротность резонансного электромеханического преобразователя путем демпфирования виброэлемента электромагнитного преобразователя постоянного тока, а о величине вязкости судят по силе тока в цепи демпфирующего преобразователя [2]
Недостатком известного устройства является низкая точность при высокой его сложности.A known method for continuously measuring the viscosity of liquids, based on measuring the energy necessary to maintain vibrations of a vibroelectric resonant electromechanical transducer with a resonant frequency and constant amplitude, in which, to increase the accuracy and expansion of the dynamic range, the quality factor of the resonant electromechanical transducer is maintained constant by damping the vibrating element of the electromagnetic direct current transducer, and the value of viscosity is judged by the strength of and a damping converter circuit [2]
A disadvantage of the known device is its low accuracy with its high complexity.

Известен способ непрерывного определения вязкости и плотности жидкости, включающий возбуждение колебаний вибрационного преобразователя, помещенного в исследуемую жидкость, измерение амплитуды колебаний вибрационного преобразователя и определение искомых параметров расчетным путем, причем измеряют частоту колебаний резонансной системы преобразователя, погруженного в исследуемую среду, и параметр, связанный с диссипативными потерями в той же жидкости, например амплитуду [3]
Недостатками известного способа являются низкая точность из-за малой чувствительности и низкая надежность по внезапным отказам из-за высокой сложности при его реализации.A known method for continuously determining the viscosity and density of a liquid, including exciting vibrations of a vibration transducer placed in a test fluid, measuring the amplitude of vibrations of a vibration transducer and determining the desired parameters by calculation, the vibration frequency of the resonant system of the transducer immersed in the medium being measured, and a parameter associated with dissipative losses in the same fluid, eg amplitude [3]
The disadvantages of this method are low accuracy due to low sensitivity and low reliability for sudden failures due to the high complexity in its implementation.

Известно устройство для непрерывного измерения вязкости и плотности жидкости, содержащее помещаемый в сосуд с исследуемой жидкостью вибрационный преобразователь, подключенный к генератору колебаний, блоки регистрации и индикации [4]
Недостатками известного устройства являются низкая точность из-за малой чувствительности и низкая надежность работы по внезапным отказам из-за высокой сложности.A device for continuously measuring the viscosity and density of a liquid is known, comprising a vibration transducer connected to an oscillation generator and registration and indication units [4]
The disadvantages of the known device are low accuracy due to low sensitivity and low reliability of sudden failures due to high complexity.

Целью изобретения в части способа является повышение точности за счет увеличения чувствительности при одновременном повышении надежности за счет упрощения. The aim of the invention in terms of the method is to increase accuracy by increasing sensitivity while increasing reliability due to simplification.

Поставленная цель достигается тем, что в способе непрерывного определения вязкости и плотности жидкости, включающем возбуждение колебаний вибрационного преобразователя, помещенного в исследуемую жидкость, измерение амплитуды колебаний вибрационного преобразователя и определение искомых параметров расчетным путем, в качестве вибрационного преобразователя используют вертикально расположенную [-образную скобу с поплавком, прикрепленным между концами скобы на упругих эластичных шнурах, дополнительно измеряют постоянное значение разности длин упругих эластичных шнуров, амплитуду колебаний вибрационного преобразователя определяют по разности гармонических изменений длин упругих эластичных шнуров, причем вязкость рассчитывают с использованием значения амплитуды колебаний, а плотность определяют по постоянному значению разности длин упругих эластичных шнуров. This goal is achieved by the fact that in a method for continuously determining the viscosity and density of a liquid, including exciting vibrations of a vibration transducer placed in a test liquid, measuring the amplitude of vibrations of a vibration transducer and determining the desired parameters by calculation, a vertically arranged [-shaped bracket with with a float attached between the ends of the bracket on elastic elastic cords, a constant value of NOSTA lengths of flexible elastic cords, the amplitude of the vibratory oscillations of the transducer is determined by the difference of the lengths of the harmonic changes resilient elastic cord, wherein the viscosity is calculated using the value of the oscillation amplitude, and the density is determined by the constant value of the difference of the lengths of flexible elastic cords.

Целью изобретения в части устройства является повышение точности за счет увеличения чувствительности при одновременном повышении надежности работы за счет упрощения. The aim of the invention in terms of the device is to increase accuracy by increasing sensitivity while increasing reliability due to simplification.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для непрерывного измерения вязкости и плотности жидкости, содержащее в сосуд с исследуемой жидкостью вибрационный преобразователь, подключенный к генератору колебаний и блоки регистрации и индикации, содержит два стабилизатора тока, два вольтметра переменного напряжения, два вольтметра постоянного напряжения, два измерителя разности напряжения, а вибрационный преобразователь выполнен в виде вертикально расположенной [-образной скобы с поплавком, укрепленном на концах скобы при помощи двух упругих эластичных шнуров, представляющих собой петли, внутренняя часть которых выполнена из токопроводящего упругого эластичного материала, а оболочка из упругого изоляционного эластичного материала, при этом концы петель соединены со входами вольтметров переменного и постоянного напряжений и с выходами стабилизаторов тока, выходы вольтметров переменного напряжения соединены со входами первого измерителя разности напряжений, выходы вольтметров постоянного напряжения соединены со входами второго измерителя разности напряжений, а выходы измерителей разности напряжений соединены со входами блока индикации. This goal is achieved in that a device for continuously measuring the viscosity and density of a liquid, containing a vibration transducer connected to an oscillation generator and registration and indication units in a vessel with the liquid under investigation, contains two current stabilizers, two alternating voltage voltmeters, two constant voltage voltmeters, two voltage difference meter, and the vibration transducer is made in the form of a vertically located [-shaped bracket with a float, mounted on the ends of the bracket with and two elastic elastic cords, which are loops, the inner part of which is made of conductive elastic elastic material, and the shell is made of elastic insulating elastic material, while the ends of the loops are connected to the inputs of AC and DC voltmeters and to the outputs of current stabilizers, the outputs of AC voltage meters connected to the inputs of the first voltage difference meter, the outputs of DC voltmeters connected to the inputs of the second voltage difference meter voltage, and the outputs of the voltage difference meters are connected to the inputs of the display unit.

В устройстве для непрерывного измерения вязкости и плотности жидкости петли выполнены из токопроводящей резины. In a device for continuous measurement of viscosity and density of a fluid, the loops are made of conductive rubber.

В устройстве для непрерывного измерения вязкости и плотности жидкости изоляционный слой выполнен из резины. In a device for continuously measuring the viscosity and density of a liquid, the insulating layer is made of rubber.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где:
на фиг.1 показан общий вид устройства с функциональной схемой и соединением блоков;
на фиг.2 разрез [-образной скобы с поплавком, где для лучшего показа конструкции поперечные размеры шнуров и скобы даны увеличенными;
на фиг. 3 вид сбоку на [-образную скобу с поплавком, где для лучшего показа конструкции размеры даны увеличенными.The invention is illustrated in the drawing, where:
figure 1 shows a General view of the device with a functional diagram and the connection of the blocks;
figure 2 section [-shaped staples with a float, where for a better view of the design, the transverse dimensions of the cords and staples are given enlarged;
in FIG. 3 is a side view of a [-shaped bracket with a float, where, for a better view of the structure, dimensions are given enlarged.

Устройство для непрерывного измерения вязкости и плотности жидкости содержит генератор 1 с вибровозбудителем 2 и сосуд с жидкостью. A device for continuously measuring the viscosity and density of a liquid comprises a generator 1 with a vibration exciter 2 and a vessel with liquid.

В состав устройства входят стабилизаторы тока 4 и 5, два вольтметра переменного напряжения 6 и 7, два вольтметра постоянного напряжения 8 и 9, два измерителя разности 10 и 11, блок индикации и регистрации 12, [-образная вертикальная скоба 13 с поплавком 14, подвешенным между концами 15 и 16 скобы 13 на вертикальных упругих эластичных шнурах 17 и 18, жилы 19 и 20 которых выполнены в виде петель нитей из токопроводящей резины, а оболочки 21 и 22 жил 19 и 20 выполнены из изоляционного упругого материала, например, из резины или латекса. Концы 23 и 24, 25 и 26 жил 19 и 20 соединены с выходами стабилизаторов тока 4 и 5, и входами вольтметров переменного 6 и 7 и постоянного 8 и 9 напряжения. Выходы вольтметров переменного напряжения 6 и 7 соединены со входами первого измерителя разности 10. Выходы вольтметров постоянного напряжения 8 и 9 соединены со входами второго измерителя разности 11. Выходы измерителей разности 10 и 11 соединены со входами блока 12 индикации и регистрации. The device includes current stabilizers 4 and 5, two alternating voltage voltmeters 6 and 7, two constant voltage voltmeters 8 and 9, two difference meters 10 and 11, an indication and recording unit 12, [-shaped vertical bracket 13 with a float 14 suspended between the ends 15 and 16 of the bracket 13 on vertical elastic elastic cords 17 and 18, the cores 19 and 20 of which are made in the form of loops of threads of conductive rubber, and the shells 21 and 22 of the cores 19 and 20 are made of insulating elastic material, for example, rubber or latex. The ends 23 and 24, 25 and 26 of the wires 19 and 20 are connected to the outputs of the current stabilizers 4 and 5, and the inputs of the voltmeters AC 6 and 7 and DC 8 and 9 voltage. The outputs of the AC voltmeters 6 and 7 are connected to the inputs of the first difference meter 10. The outputs of the DC voltmeters 8 and 9 are connected to the inputs of the second difference meter 11. The outputs of the difference meters 10 and 11 are connected to the inputs of the display and registration unit 12.

При этом [-образная скоба 13 стержнем 27 жестко прикреплена к вибровозбудителю 2. In this case, the [-shaped bracket 13 by the rod 27 is rigidly attached to the vibration exciter 2.

Поплавок выполнен, например, полым и сферическим. К оболочке 28 прикреплены концы шнуров 17 и 18 с изоляцией торцов 29 и 30 нитей 19 и 20 от оболочки 28, например, с помощью прокладок 31 и 32. Между нитями 19 и 20 проложены изоляционные прокладки 33 и 34 также из резины или латекса. The float is made, for example, hollow and spherical. The ends of the cords 17 and 18 are attached to the sheath 28 with insulation of the ends 29 and 30 of the threads 19 and 20 from the sheath 28, for example, using gaskets 31 and 32. Between the threads 19 and 20, insulating gaskets 33 and 34 are also made of rubber or latex.

В состав устройства входят также цилиндрический сосуд 35 и размещенный в нем второй цилиндр 36, через края которого происходит перелив жидкости 3. Измеряемая жидкость 3 по входному патрубку 37 проходит через пеноотделитель 38 и по трубе 39 поступает в нижнюю часть сосуда 35. Сетка 40 обеспечивает ламинарный поток жидкости. Жидкость 3 поднимается по цилиндру 36 и, перетекая через его край, попадает в сливной патрубок 41, куда через трубу 42 сливается и пена из пеноотделителя 38. Цилиндр 36 жестко соединен с сосудом 35 через расширяющееся основание 43, образуя между сосудом 35 и цилиндром 36 полость перелива в нее жидкости 3. Сосуд 35 закреплен на подставке 44. The device also includes a cylindrical vessel 35 and a second cylinder 36 located in it, over the edges of which liquid overflows 3. The measured liquid 3 passes through the inlet pipe 37 through the foam separator 38 and enters the lower part of the vessel 35 through the pipe 39. The mesh 40 provides a laminar fluid flow. The liquid 3 rises along the cylinder 36 and, flowing over its edge, enters the drain pipe 41, where foam from the foam separator 38 also merges through the pipe 42. The cylinder 36 is rigidly connected to the vessel 35 through the expanding base 43, forming a cavity between the vessel 35 and the cylinder 36 overflow of liquid 3. Vessel 35 is mounted on a stand 44.

Способ непрерывного измерения вязкости и плотности жидкости реализуется следующей последовательностью операций. The method of continuous measurement of viscosity and density of a liquid is implemented by the following sequence of operations.

На упругих эластичных вертикальных шнурах в жидкости подвешивают поплавок, причем верхний и нижний концы шнуров прикрепляют к концам [-образной вертикальной скобы, на вторые концы шнуров прикрепляют к поплавку с возможностью вибраций поплавка на подвешенных вертикальных шнурах. Сообщают вертикальные колебания [-образной скобе с закрепленным шнурами поплавком. Определяют постоянное значение разности длин шнуров и по этому значению разности определяют плотность жидкости. Определяют разность гармонических изменений длин шнуров и по этой разности определяют вязкость жидкости. On elastic elastic vertical cords, a float is suspended in the liquid, the upper and lower ends of the cords being attached to the ends of the [-shaped vertical brackets, attached to the second ends of the cords to the float with the possibility of vibration of the float on the suspended vertical cords. Vertical vibrations are reported to a [-shaped bracket with a float fixed by cords. A constant value of the difference in the lengths of the cords is determined, and the density of the liquid is determined from this value of the difference. The difference in harmonic changes in the lengths of the cords is determined, and the viscosity of the liquid is determined from this difference.

Устройство для непрерывного измерения вязкости и плотности жидкости работает следующим образом. A device for continuous measurement of viscosity and density of a liquid works as follows.

Контролируемая жидкость по входному патрубку 37 подается в пеноотделитель 38. Находящаяся в жидкости пена всплывает вверх пеноотделителя 38 и далее через трубу 42 сливается через сливной патрубок 42. Очищенная таким образом от пены жидкость по трубе 39 подается в нижнюю часть сосуда 35. На пути входа жидкости 3 в сосуд 35 установлена сетка 40, которая обеспечивает ламинарное течение жидкости снизу вверх сосуда 35, то есть во второй цилиндр 36. Жидкость 3 переливается через края второго цилиндра 36 и попадает в промежуток между сосудом 35 и цилиндром 36 и далее вытекает через патрубок 41. Этим обеспечивается постоянный верхний уровень жидкости во втором цилиндре 36 и спокойный ламинарный поток жидкости в цилиндре 36 снизу вверх. Controlled liquid is supplied through the inlet pipe 37 to the foam separator 38. The foam located in the liquid floats up the foam separator 38 and then flows through the pipe 42 through the drain pipe 42. The liquid thus purified from the foam is fed through the pipe 39 to the lower part of the vessel 35. On the liquid inlet path 3, a grid 40 is installed in the vessel 35, which provides a laminar flow of liquid from the bottom up of the vessel 35, that is, into the second cylinder 36. The liquid 3 is poured over the edges of the second cylinder 36 and falls into the gap between the vessel 35 and the cylinder 36 and d The flow follows through the pipe 41. This ensures a constant upper level of fluid in the second cylinder 36 and a steady laminar flow of fluid in the cylinder 36 from the bottom up.

Включают генератор 1 с вибровозбудителем 2 на выходе. При этом вибровозбудитель 2 осуществляет гармонические колебания в вертикальном направлении. Вместе с вибровозбудителем вертикальные гармонические колебания осуществляют стержень 27 и [-образная вертикальная скоба 13, а также упругие эластичные шнуры 17 и 18. Вертикальные гармонические колебания шнуров 17 и 18 приводят к вертикальным гармоническим колебаниям поплавка 14. Цилиндры 35 и 36 заполняют образцовой контролируемой жидкостью со средним значением вязкости ν, которое заранее известно. Концы жил 19 и 20 подключены к выходам стабилизаторов тока 4 и 5, ток на выходе которых в любой момент времени поддерживается постоянным независимо от сопротивления нагрузки. Поэтому величина напряжения на выходах стабилизаторов тока 4 и 5 в любой момент времени будет прямо пропорциональной сопротивлению жил 19 и 20. Вольтметры переменного напряжения 6 и 7 будут измерять гармонические изменения напряжения, то есть гармонические изменения сопротивлений жил 19 и 20 в процессе изменений их длин. Вольтметры постоянного напряжения 8 и 9 будут измерять неизменные за период одного колебания и более напряжения, пропорциональные длинам (или сопротивлениям) жил 19 и 20. Частоту генератора 1 изменяют до получения максимальных показаний вольтметров переменного напряжения 6 и 7 и эту частоту, соответствующую резонансу колебаний поплавка 14 при средней вязкости жидкости, фиксируют и в дальнейшем оставляют неизменной. На этом процесс калибровки устройства, который производят на заводе-изготовителе устройства, заканчивают. Include a generator 1 with a vibration exciter 2 at the output. When this vibration exciter 2 performs harmonic oscillations in the vertical direction. Together with the vibration exciter, vertical harmonic vibrations are carried out by the rod 27 and the [-shaped vertical bracket 13, as well as elastic elastic cords 17 and 18. Vertical harmonic vibrations of the cords 17 and 18 lead to vertical harmonic vibrations of the float 14. Cylinders 35 and 36 are filled with an exemplary controlled fluid with the average viscosity ν, which is known in advance. The ends of cores 19 and 20 are connected to the outputs of current stabilizers 4 and 5, the current at the output of which at any given time is kept constant regardless of the load resistance. Therefore, the voltage at the outputs of current stabilizers 4 and 5 at any time will be directly proportional to the resistance of conductors 19 and 20. Voltmeters of alternating voltage 6 and 7 will measure harmonic voltage changes, that is, harmonic changes in the resistances of conductors 19 and 20 in the process of changing their lengths. DC voltmeters 8 and 9 will measure voltages unchanged over a period of one oscillation or more, proportional to the lengths (or resistances) of the conductors 19 and 20. The frequency of the generator 1 is changed until the maximum readings of the AC voltmeters 6 and 7 and this frequency corresponding to the resonance of the float oscillations 14 at an average viscosity of the liquid, they are fixed and subsequently left unchanged. This completes the process of calibrating the device, which is produced at the factory of the device.

Теперь через устройство пропускают жидкость неизвестных значений вязкости и плотности. Амплитуда периодических растяжений и сокращений шнуров 17 и 18 будет соответствующим образом изменяться: при уменьшении вязкости жидкости она будет меньше тормозить колебания поплавка и амплитуда будет падать; с ростом вязкости жидкость будет сильнее тормозить возникающие от шнуров 17 и 18 колебания поплавка и в результате амплитуда периодических изменений длин шнуров 17 и 18 будет расти. Амплитуда периодических изменений длин шнуров поэтому будет являться однозначной мерой вязкости жидкости. Now, liquid of unknown viscosity and density is passed through the device. The amplitude of periodic stretching and contraction of the cords 17 and 18 will accordingly change: with a decrease in the viscosity of the liquid, it will less inhibit the oscillations of the float and the amplitude will fall; with increasing viscosity, the liquid will more strongly inhibit the float oscillations arising from the cords 17 and 18 and as a result, the amplitude of the periodic changes in the lengths of the cords 17 and 18 will increase. The amplitude of periodic changes in cord lengths will therefore be an unambiguous measure of fluid viscosity.

На поплавок 14 в статике (при выключенном генераторе 1) одновременно действуют четыре силы: вверх на поплавок действует выталкивающая сила жидкости 3, пропорциональная ее плотности, и сила натяжения шнура 18; вниз на поплавок действует сила веса поплавка и сила натяжения шнура 18. При увеличении плотности жидкости выталкивающая сила растет и в результате поплавок перемещается вверх длина шнура 18 при этом увеличивается, а длина верхнего шнура 17 уменьшается. Поэтому разность длин шнуров 17 и 18 в любой момент времени за время усреднения не менее одного периода колебаний генератора 1 будет однозначной мерой плотности жидкости. Four forces act simultaneously on the float 14 in statics (when the generator 1 is turned off): the buoyant force of the liquid 3 proportional to its density acts on the float upward and the cord tension force 18; downward on the float, the force of the weight of the float and the tension force of the cord 18. Therefore, the difference in the lengths of the cords 17 and 18 at any time during the averaging time of at least one oscillation period of the generator 1 will be an unambiguous measure of the density of the liquid.

Известно, что сопротивление любого проводника прямо пропорционально его удельному сопротивлению r и длине l и обратно пропорционально его поперечному сечению S
R = ρl/S. (1)
Если длина шнура l увеличивается в 2 раза от l до 2l, то одновременно в 2 раза от 2l до 4l увеличивается и длина соответствующей жилы 19 или 20. Шнуры 17 и 18, и нити 19 и 20 работают в пределах упругих деформаций когда в любой момент времени объем шнура или нити остается постоянным, так как резина и латекс практически несжимаемы как и жидкости. Поэтому при увеличении длины жилы в 2 раза от 2l до 4l поперечное сечение жилы уменьшается также в 2 раза от S до S/2 и в результате сопротивление жилы увеличивается от (2ρl/S) до (8ρl/S), то есть увеличивается в 4 раза. В общем случае при удлинении шнура в n раз сопротивление его жилы увеличивается в n² раз. Этим обеспечивается увеличение чувствительностей к плотности и вязкости также в n раз, то есть при увеличении плотности или вязкости жидкости в n раз сопротивление жилы изменяется пропорционально n² раз.It is known that the resistance of any conductor is directly proportional to its specific resistance r and length l and inversely proportional to its cross section S
R = ρl / S. (one)
If the length of the cord l increases 2 times from l to 2l, then at the same time 2 times from 2l to 4l increases the length of the corresponding core 19 or 20. The cords 17 and 18, and the threads 19 and 20 work within the elastic deformations when at any moment time, the volume of the cord or thread remains constant, since rubber and latex are practically incompressible like liquids. Therefore, with an increase in the length of the core by 2 times from 2l to 4l, the cross section of the core also decreases by 2 times from S to S / 2, and as a result, the resistance of the core increases from (2ρl / S) to (8ρl / S), that is, increases by 4 times. In the general case, when the cord is extended n times, the resistance of its core increases n ² times. This ensures that the sensitivity to density and viscosity is also increased by a factor of n, that is, with an increase in the density or viscosity of the fluid by a factor of n, the resistance of the core changes proportionally to n ² times.

При увеличении плотности жидкости поплавок 14 поднимается, шнур 18 удлиняется, а шнур 17 укорачивается. В результате сопротивление жилы 20 растет, а сопротивление жилы 19 падает: постоянное напряжение на выходе стабилизатора тока 4 растет, а постоянное напряжение на выходе стабилизатора тока 5 падает. В результате увеличивается сигнал на выходе измерителя разности 11, причем если напряжение на выходе вольтметра 8 увеличивается в 2 раза, а напряжение на выходе вольтметра 9 уменьшается также в 2 раза, то в результате сигнал на выходе измерителя разности 11 увеличивается уже в 4 раза. Таким образом, за счет изменения разности напряжений с выходов вольтметров постоянного напряжения 8 и 9 результат будет в 2 раза сильнее изменяться с изменением плотности. Так, например, если нить 20 удлинится в 3 раза, нить 19 укоротится в 3 раза, то сигнал на выходе измерителя разности 11 изменится уже в 18 раз (в 9 раз сигнал изменится за счет изменения напряжений и еще в 9 раз сигнал изменится за счет измерения разности напряжений). Столь резкого увеличения чувствительности к контролируемому параметру не обеспечивает ни одно из известных средств измерений. With increasing density of the liquid, the float 14 rises, the cord 18 lengthens, and the cord 17 is shortened. As a result, the resistance of the core 20 increases, and the resistance of the core 19 decreases: the constant voltage at the output of the current stabilizer 4 grows, and the constant voltage at the output of the current stabilizer 5 drops. As a result, the signal at the output of the difference meter 11 increases, and if the voltage at the output of the voltmeter 8 increases by 2 times, and the voltage at the output of the voltmeter 9 also decreases by 2 times, then the signal at the output of the difference meter 11 increases already by 4 times. Thus, due to a change in the voltage difference from the outputs of DC voltmeters 8 and 9, the result will change 2 times more strongly with a change in density. So, for example, if thread 20 lengthens by 3 times, thread 19 shortens by 3 times, then the signal at the output of difference meter 11 will change by 18 times (9 times the signal will change due to changes in voltage, and the signal will change by another 9 times due to voltage difference measurements). Such a sharp increase in sensitivity to a controlled parameter does not provide any of the known measuring instruments.

Сигнал с выхода измерителя разности 11 поступает на вход блока индикации и регистрации 12, где он индицируется и регистрируется непосредственно в единицах плотности жидкости. The signal from the output of the difference meter 11 is fed to the input of the display and registration unit 12, where it is displayed and recorded directly in units of liquid density.

При увеличении вязкости жидкости когда включен генератор 1 и вибровозбудитель 2 вместе со стержнем 27 и [-образной скобой 13 совершает вертикальные гармонические колебания без изменений их амплитуды, а поплавок 14 все больше тормозится и в результате гармонические колебания длин шнуров 17 и 18 увеличиваются. С ростом длины шнура 18 падает длина шнура 17 и наоборот. В результате на выходах генераторов тока 4 и 5 возникает переменная составляющая напряжения, которая измеряется вольтметрами 6 и 7. Изменение напряжений на входах вольтметров 6 и 7 происходит всегда в противофазе, так как при удлинении одного шнура укорачивается второй. Сигналы с выходов вольтметров 6 и 7 подаются на входы измерителя разности 10. Как и в случае с измерением плотности, чувствительность к вязкости также увеличивается в 2n² раз. Сигнал с выхода измерителя разности 10 подается в блок 12 индикации и регистрации, где индицируется и регистрируется непосредственно в единицах вязкости.When the viscosity of the liquid increases, when the generator 1 is turned on and the vibration exciter 2, together with the rod 27 and the [-shaped bracket 13, performs vertical harmonic vibrations without changing their amplitude, and the float 14 is more and more braked and as a result the harmonic vibrations of the lengths of the cords 17 and 18 increase. With increasing length of the cord 18, the length of the cord 17 decreases and vice versa. As a result, an alternating voltage component arises at the outputs of current generators 4 and 5, which is measured with voltmeters 6 and 7. The voltage changes at the inputs of voltmeters 6 and 7 always occur in antiphase, since the second one is shortened when lengthening one cord. The signals from the outputs of voltmeters 6 and 7 are fed to the inputs of the difference meter 10. As in the case with density measurement, the sensitivity to viscosity also increases by 2n ² times. The signal from the output of the difference meter 10 is fed to the display and registration unit 12, where it is displayed and recorded directly in units of viscosity.

Чтобы привести в однозначное соответствие показания блока 12, устройство градуируют. Шкала блока 12 квадратичная и привести ее в однозначное соответствие можно любым из известных методов градуировки. To uniquely match the readings of block 12, the device is graduated. The scale of block 12 is quadratic and it can be brought into unambiguous correspondence using any of the known calibration methods.

Техническими преимуществами способа по сравнению с прототипом являются следующие: увеличена в 2n² раз чувствительность к вязкости и плотности жидкости; расширены функциональные возможности за счет одновременных непрерывных измерений вязкости и плотности; повышена надежность работы по внезапным отказам, за счет исключения сложных и дорогих, приемного электромеханического преобразователя, зонда с емкостью в виде тонкостенного цилиндра и специальными элементами; расширены функциональные возможности за счет обеспечения контроля токопроводящих и агрессивных жидкостей, так как поплавок и шнуры легко выполняются изоляционными и стойкими к химическим воздействиям.The technical advantages of the method compared to the prototype are as follows: increased sensitivity to viscosity and density of the liquid by 2n ² times; expanded functionality due to simultaneous continuous measurements of viscosity and density; reliability of work on sudden failures is increased, due to the elimination of complex and expensive ones, a receiving electromechanical converter, a probe with a capacity in the form of a thin-walled cylinder and special elements; expanded functionality by providing control of conductive and corrosive liquids, since the float and cords are easily made insulating and resistant to chemical influences.

Claims

1. A method for continuously determining the viscosity and density of a liquid, including exciting vibrations of a vibration transducer placed in a test liquid, measuring the amplitude of vibrations of a vibration transducer and determining the desired parameters by calculation, characterized in that a vertically arranged [-shaped bracket with a float is used as a vibration transducer fixed between the ends of the bracket on elastic elastic cords, a constant value of the difference in the lengths of elastic e elastic cords, the vibration amplitude of the vibration transducer is determined by the difference between the harmonic changes in the lengths of the elastic elastic cords, the viscosity being calculated using the values of the vibration amplitude, and the density by the constant value of the length difference between the elastic elastic cords.

2. A device for continuously measuring the viscosity and density of a liquid, comprising a vibration transducer placed in a vessel with a liquid under investigation, connected to an oscillation generator, and registration and indication units, characterized in that the registration unit contains two current stabilizers, two alternating voltage voltmeters, two voltmeters DC voltage, two voltage difference meters, and the vibration transducer is made in the form of a vertically located [-shaped bracket with a float mounted at the ends with using two elastic elastic cords, which are loops, the inner part of which is made of conductive elastic elastic material, and the shell is made of elastic elastic material, while the ends of the loops are connected to the inputs of AC and DC voltmeters and the inputs of current stabilizers, the outputs of AC voltmeters connected to the inputs of the first voltage difference meter, the outputs of the DC voltmeters connected to the inputs of the second voltage difference meter, and the outputs of the voltage difference meters are connected to the inputs of the display unit.

3. The device according to p. 2, characterized in that the hinges are made of conductive rubber.

4. The device according to p. 2, characterized in that the insulating layer is made of rubber.