RU2094772C1 - Датчик вязкости - Google Patents
Датчик вязкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2094772C1 RU2094772C1 RU95105279A RU95105279A RU2094772C1 RU 2094772 C1 RU2094772 C1 RU 2094772C1 RU 95105279 A RU95105279 A RU 95105279A RU 95105279 A RU95105279 A RU 95105279A RU 2094772 C1 RU2094772 C1 RU 2094772C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tuning fork
- legs
- width
- bosses
- protrusions
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к технике измерения вязкости, а именно к устройствам высокочувствительных погружных датчиков камертонного типа. Сущность изобретения: датчик вязкости содержит горизонтально расположенный камертон, на каждой ножке которого установлены пьезоэлектрический преобразователь и зонд. К торцевой поверхности ножек присоединены или изготовлены заодно с ними два выступа, ширина которых меньше половины ширины ножек, и которые смещены относительно оси симметрии камертона в разные стороны, причем выступы изогнуты в противоположных направлениях таким образом, что один попадает в пустое пространство рядом с другим. Точки крепления установленных на выступах измерительных зондов расположены параллельно на одном уровне. 2 ил.
Description
Изобретение относится к технике измерения вязкости, а более конкретно к устройству высокочувствительных погружных датчиков камертонного типа, предназначенных для использования в исследовательских лабораториях, в медицине, для контроля технологических жидкостей.
Известны камертонные вискозиметры, например, вискозиметр А.А. Степичева, содержащий две ножки и корпус, одна из сторон которого выполнена в виде пластины, в которую вварены ножки-стержни. Основания ножек, расположенные внутри корпуса, снабжены жесткими Т-образными кронштейнами с пьезоэлементами, зажатыми между кронштейнами [1]
В этой конструкции узловая точка камертона расположена в плоскости, несущей стержни пластины, а пьезоэлементы, которые зажаты между кронштейнами внутри корпуса (за пластиной), создают дополнительную сильную механическую связь между ножками, смещенную относительно узловой точки, что ограничивает наибольшую возможную добротность конструкции и, соответственно, максимальную возможную чувствительность.
В этой конструкции узловая точка камертона расположена в плоскости, несущей стержни пластины, а пьезоэлементы, которые зажаты между кронштейнами внутри корпуса (за пластиной), создают дополнительную сильную механическую связь между ножками, смещенную относительно узловой точки, что ограничивает наибольшую возможную добротность конструкции и, соответственно, максимальную возможную чувствительность.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является камертонный датчик с сменным зондом [2] Датчик представляет собой камертон "классической" формы, закрепленный за узловую точку между ножками в опоре горизонтально, таким образом, что параллельная ножкам ось симметрии, которая происходит через узловую точку и опору расположена параллельно поверхности измеряемой жидкости, а направления колебаний перпендикулярны ей. На ножки наклеены два пьезоэлемента и соосно, одно под другим просверлены два отверстия с резьбой, в которые ввинчены два одинаковых зонда: измерительный на одной ножке и противовес на другой. Измерительный зонд направлен к исследуемой жидкости (вниз). Противовес направлен в противоположную сторону. Отверстия для крепления зондов расположены на одинаковом расстоянии от узловой точки, одно над другим. При измерениях жидкость нагружает только одну из ножек и поэтому чувствительность такого устройства при прочих равных условиях примерно в два раза меньше потенциально возможной для данного камертона. Возможность же повышения чувствительности путем увеличения поверхности пробного тела ограничена, так как при этом возрастает присоединенная масса и, соответственно асимметрия нагрузки ножек, смещается положение узловой точки (где амплитуда колебаний равна нулю и находится крепление камертона в опоре), увеличивается отток энергии по элементам крепления. При больших нагрузках, (жидкости с большим значением гели, студни) это становится заметным и ограничивает динамический диапазон измерений.
Техническим результатом является повышение чувствительности датчика.
Указанный технический результат достигается тем, что датчик вязкости содержит горизонтальный камертон, на каждой ножке которого установлены пьезоэлектрический преобразователь и зонд. К торцевой поверхности ножек присоединены или изготовлены заодно с ними два выступа, ширина которых меньше половины ширины ножек и которые смещены относительно оси симметрии камертона в разные стороны, причем выступы изогнуты в противоположных направлениях таким образом, что один попадает в пустое пространство рядом с другим. Точки крепления установленных на выступах измерительных зондов расположены параллельно на одном горизонтальном уровне.
На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик, состоящий из камертона 1, пьезоэлементов 2, двух выступов 3, двух зондов 4. Датчик закреплен в опоре 5.
Для проведения измерений датчик может быть включен вы цепь обратной связи автогенератора, обеспечивающего работу на частоте механического резонанса. При этом на один из пьезоэлементов подается возбуждающее напряжение UF, с другого снимают напряжение Uξ, пропорциональное амплитуде колебаний.
При погружении зондов в жидкость, трение между ними и жидкостью вызовет дополнительное, по сравнению с потерями при движении на воздухе, рассеяние энергии. Для достижения той же амплитуды колебаний понадобится большее UF.
Для ньютоновских жидкостей трение между колеблющимся по гармоническому закону телом и окружающей средой описывается формулой
Zж механическое сопротивление жидкости;
F сила, вызывающая движение;
ξ амплитуда колебаний;
x′ амплитуда скорости колебаний;
ρ плотность жидкости;
h вязкость жидкости;
A, B, C, K коэффициенты пропорциональности.
Zж механическое сопротивление жидкости;
F сила, вызывающая движение;
ξ амплитуда колебаний;
x′ амплитуда скорости колебаний;
ρ плотность жидкости;
h вязкость жидкости;
A, B, C, K коэффициенты пропорциональности.
Реально, кроме сопротивления жидкости присутствует также
сопротивление, обусловленное внутренним трением измерительной установки и общее наблюдаемое сопротивление
возбуждающее напряжение при колебаниях пробного тела на воздухе;
Uξo напряжение, пропорциональное амплитуде при колебаниях пробного тела на воздухе;
B коэффициент пропорциональности.
сопротивление, обусловленное внутренним трением измерительной установки и общее наблюдаемое сопротивление
возбуждающее напряжение при колебаниях пробного тела на воздухе;
Uξo напряжение, пропорциональное амплитуде при колебаниях пробного тела на воздухе;
B коэффициент пропорциональности.
Измерения проводят следующим образом. Находят UFо при колебаниях зондов на воздухе. Находят UFк при колебаниях зондов в калибровочной жидкости с известными значениями ρк и ηк. Определяют коэффициент К по формуле
Далее при неизменном значении Uξ определяют при колебании зондов в исследуемой жидкости. Находят искомое значение ρη по формуле
Пример конкретного выполнения.
Далее при неизменном значении Uξ определяют при колебании зондов в исследуемой жидкости. Находят искомое значение ρη по формуле
Пример конкретного выполнения.
Камертон 1 из нержавеющей стали с частотой резонанса fo~ 800 Гц укреплен в опоре 5. Концы его ножек имеют смещенные в разные стороны выступы 3, один из которых загнут вверх, другой вниз. Ширина ножек камертона 20 мм, ширина выступов 9 мм. На выступах просверлены два отверстия М4 для крепления одинаковых зондов 4.
При испытаниях датчика пьезоэлементы включались в цепь обратной связи автогенератора. Величина Uξ поддерживалась постоянной, равной 1 B. UF измеряли с помощью цифрового вольтметра. Погружаемая в жидкость часть зондов (пробное тело) представляла собой жесткую проволоку диаметром 1 мм.
На фиг. 2 приведены зависимости между UF UF и которые получили с помощью датчика, имеющего один измерительный зонд и противовес (прототип изобретения), кривая а, и с помощью предлагаемого датчика кривая б. Оба они имели одинаковые пробные тела, которые погружали в жидкости на одинаковую глубину. Измеряли UF в воздухе (точка 0), в гептане (1 а, 1 б), в бензоле (2 а, 2 б), в воде (3 а, 3 б).
Определенные по графикам значения чувствительности составляют: для случая а: Ка 0,6 В/кг•Па•с•м-3; для случая б: Кб 1,2 В/ кг•Па•с•м-3.
Таким образом, чувствительность предлагаемого датчика вдвое выше.
Claims (1)
- Датчик вязкости, содержащий горизонтально расположенный камертон, на каждой ножке которого установлены пьезоэлектрический преобразователь и зонд, отличающийся тем, что к торцевой поверхности ножек присоединены или изготовлены заодно с ними два выступа, ширина которых меньше половины ширины ножек и которые смещены относительно оси симметрии камертона в разные стороны, причем выступы изогнуты в противоположных направлениях таким образом, что один попадает в пустое пространство рядом с другим, а точки крепления установленных на выступах измерительных зондов расположены параллельно на одном уровне.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95105279A RU2094772C1 (ru) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Датчик вязкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95105279A RU2094772C1 (ru) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Датчик вязкости |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95105279A RU95105279A (ru) | 1997-01-10 |
RU2094772C1 true RU2094772C1 (ru) | 1997-10-27 |
Family
ID=20166512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95105279A RU2094772C1 (ru) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Датчик вязкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2094772C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169441U1 (ru) * | 2016-11-22 | 2017-03-17 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Вибрационное устройство для определения параметров среды |
-
1995
- 1995-04-06 RU RU95105279A patent/RU2094772C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 329444, кл. G 01 N 11/16, 1972. 2. Богословский А.В. и др. Физико-химические свойства дисперсных систем и их применение. - Томск, 1988, с.34 - 38. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169441U1 (ru) * | 2016-11-22 | 2017-03-17 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Вибрационное устройство для определения параметров среды |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95105279A (ru) | 1997-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0112156B1 (en) | Apparatus for measuring viscosity | |
US4524610A (en) | In-line vibratory viscometer-densitometer | |
US3382706A (en) | Oscillatory element for measuring viscosity | |
RU2152606C1 (ru) | Вискозиметр | |
Assael et al. | An absolute vibrating-wire viscometer for liquids at high pressures | |
RU2419781C2 (ru) | Вибровискозиметрический датчик | |
EP0402409B1 (en) | Constrained linear motion inertial balance | |
RU2094772C1 (ru) | Датчик вязкости | |
Wang et al. | Optical viscosity sensor using forward light scattering | |
RU2257566C2 (ru) | Датчик вязкости | |
JP2004012149A (ja) | 液体物性測定装置 | |
SU682796A1 (ru) | Устройство дл измерени сдвиговой в зкости и упругости сред | |
Bett et al. | A vibrating-rod densimeter | |
RU216574U1 (ru) | Камертонный датчик вязкости | |
RU2094771C1 (ru) | Вибрационный датчик | |
RU2373516C2 (ru) | Датчик вязкости | |
SU1245950A1 (ru) | Способ исследовани дисперсных систем | |
Ashwin et al. | Viscometers having damped torsional oscillation | |
SU717625A1 (ru) | Вибрационный измерительный преобразователь в зкости | |
RU2029919C1 (ru) | Устройство для измерения уровня жидкости | |
WO2001061312A1 (en) | Method of determining viscosity | |
RU90202U1 (ru) | Ультразвуковой твердомер | |
SU1562773A1 (ru) | Способ определени динамической сдвиговой в зкости жидкостей | |
SU920383A1 (ru) | Устройство дл измерени массового расхода сред | |
SU834457A1 (ru) | Вибрационный плотномер жидкости |