SU1043525A1 - Вибрационное устройство дл определени физических свойств веществ - Google Patents

Abstract

1. ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ, содержащее корпус, преобразователи и колебательную систему, подвешенную за шток к корпусу в двух плоскост х на струнах, навитых по резьбе винтов, отличаюшеес   тем, что, с целью повышени  стабильности и добротирст колебательной системы, оно снабжено дополнительными зажимными элементами струн, расположенными соответственно в месте, пересечени  штока со струнами и на корпусе перед винтами. 1 сл 4 со ел ю ел

Description

2.Устройство no п. i, о т J и ч а ю щ е е с   тем, что зажимные элементы на корпусе расположены на од11наковом рассто нии от оси колебательной системы.

3.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что рассто ние межгу зажимными

элементами по оси штока равно соответствующему рассто нию между зажимными элементами на корпусе.

10435,

4.Устройство по п. 3, о т л и ч а ю . щ е е с   тем, что зажимные элементы выполнены в виде кольцевых шайб.

5.Устройство по п. 4, отличающеес  тем, что струны пропущены через отверсти  в штоке в одной плоскости.

6.Устройство 1о п. 5, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что отношение длины струны между зажимными устройствами у корпуса и штока к ее диаметру составл ет величину больше 200.

Изобретение атноситс  к измерительной технике, а именно к устройствам дл  определени  физических свойств веществ, например в зкости , плотности, фазового состава растворов .и расплавов, путем измерени  параметров колебаний механической колебательной системы, взаимодействующей с исследуемым веплеством. Известно вибращюнное устройство, содержащее измерительную систему и корпус, в котором размещена колебательна  система, св занна  с ним упругими элементами «(струнами) 1 Недостатком такого устройства  вл етс  ненадежна  и нерегулируема  система креплени  струн к корпусу и осевому штоку колебательной системы. Крепление к корпусу в подобных устройствах осуществл ютлтутем зажати  струн между двум  плоскост ми. При больших ампли тудах колебаний струна выползает, из такой заделки, что ведет к невоспроизводимости показаний датчика. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее корпус, преобразователь и колебательную систему, подвешепную за шток к корпусу в двух плоскост х струнах, навитых но резьбе винтов. Така  система креплени  колебательной системы к корпусу обеспечивает легко регулируемое нат жение струн при CTpojo фиксированной их длине, исключает перекусывание струны . в месте ее закреплени , лредовращает выт гивание струнь из заделки 2. . Однако такой вид креплени  колебательной системь к корпусу имеет недостаток, состо щий в изменении длины струны при колеба1П1 х системы (в верхнем положении системы длина CTpyiibi больше, чем в нижнем), который приводит к уху:н 1сниго стабильности колебаний. Кроме того, не}1адежно и крепление струн к О1.и колебательной системы. Все эти недостатки в ньпюлнении подноски колебательной сис1емы к тому, что и:)весгиые ycTp ifit:Ti3;i обладают низкой стабильностью резонансной часготы колебаний из-за большого рассе ни  энергии в местах креплени  струи. Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности и добротности 1 олебательной системы вибрационных устройств дл  определени  физических свойств веществ, что ведет к повышению точности измерений. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство , содержащее корпус, преобразователи и колебательную систему, подвешенную за шток к корпусу в двух плоскост х на струнах, навитых по резьбе винтов, с.чабжено дополнительными зажимными элементами струн, расположенн )ыми соответственно в месте нересечени  штоками со струнами и на корпусе перед винтами. При этом зажимные элементы на корпусе расположены на одинаковом рассто нии от оси колебательной системы, а рассто ние между зажимными элементами по оси штока, равно соответствующему рассто нию между зажимными элементами на корнусе.В частности, такие зажимные элементы вьшолнены в виде кольцевых щайб, причем струны пересекают шток через отверстие, проход  через него параллельно и в одной плоскости; кроме того, отношение длины струны между зажимными устройствами у корпуса и штока к ее диаметру составл ет величину больще 200. Предлагаема  совокутшость признаков позвол ет существенно повысить стабильность колебательной системы и ее добротность потому , что во-первых, в вибрационных устройствах струна работает в режиме заданной длины и очень чувствительна к нестабильности ее креплени , а применение донолнительных зажимных приспособлений в виде плоских кольцевых шайб одинаковых размеров с фиксированным взаимным положением, обеспечивающим однозначность положени  ц/тока с закрепленными на нем катушками нреобразова гелей относительно негю/гиижных частей устройства и струн, а также одинаковые услови  колебани  струн в обе стороны от положени  равновеси  значительно повышает как стабильность креплени  струны, так и стабильность работы всего уст- j ройства. Во-вторых, обеспечение симметрии закреплени  упругих элементов (как в направлении оси колебаний, так и в перпендикул рных ей плоскост х), которое достигаетс  тем, что

зажимные элементы на корпусе расположены ю на одинаковом рассто нии от оси колебательной системы, рассто ние между зажимными элементами по оси штока равно соответствующему рассто нию между элементами на корпусе, а струны проход т через отверсти  в штоке па- )5 раллельно и в одной плоскости, перпендикул р ной оси колебаний, исключает веро тность до прецессии штока как вдоль оси колебаний, так и в поперечных направлени х, что позвол ет устранить неоднозначность колебаний системы 20 при измерени х и, следовательно, повысить стабильность работы устройства. В-третьих, выбор размеров струны (раст жки) по отношению длины струны к ее диаметру большему, чем 200, как показали- наши эксперименты, 25 уменьшает коэффициент потерь от собственной жесткости раст жек, что приводит к повышению добротности колебательной системы устройства.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1..

Устройство содержит корпус 1 с крышками 2, в котором расположены кольцевые магниты 3 электродинамических преобразователей, разделенные магнитной электроизолируюшей прокладкой 4. На корпусе расположены винты 5 с навитыми на них струна ми раст жками 6, проход шими через отверсти  в штоке 7 в двух параллельных плоскост х и закрепленными на корпусе 1 с помошью зажимных приспособлений в виде плоских кольцевых шайб 8, поджимаемых-винтами 9.

Положение штока 7 на раст жках фиксируетс  зажимными устройствами из двух плоских, кольцевых шайб 10, поджимаемых гайкой И, расположенных в местах пересечени  струн со штоком..

Кроме того, на штоке закреплены катушки 12 и 13 электродинамических преобразователей, и рабочий орган устройства (не показан).

Дл  возбуждени  колебаний механической колебательной системы через катушку 12 воз- 50 буждаюшего преобразовател  пропускают переменный ток определенной частоты (например,

от генератора 14). Параметры электрического

сигнала с регистрирующей катушки 13 измер ют соответствующими приборами, например вольтметром 15.

Устройство работает следующим образом.

Подава  на катушку 12 возбуждающего преобразовател  напр жение посто нной амплитуды от генератора 14 добиваютс  колебаний подвесной системы с частотой, равной частоте собственных колебаний механической колй.бательной системы (получают резонансные колебани ) устройства. При этом зажимные приспособлени  8 и 10 соответственно на корпусе 1 и на штоке 7 устройства создают одинаковые услови  колебаний струн-раст жек 6 по обе стороны от положени  равновеси , обеспечива  одновременно и однозначность положени  шток 7 и прикрепле;1ных к {ему катушки 12 возбуждени  и регистрирующей катушки 13 относительно неподвижных частей, закрепленных в корпусе 1. Таким образом, получают стабильны сигнал с регистрируюшей катушки 13 в виде переменного напр жени  посто нной амплитуды с частотой близкой к частоте собственных колебаний механической колебательной системы, параметры которого измер ют соответствующими измерительными приборами, например вольтметром 15. В начале рабочий орган устройства , представл ющий собой либо тонкую пластину, шар или полый цилиндр и т. .п. не касаетс  исследуемого вещества. Затем рабочий орган привод т в соприкосновение с исследуемым веществом или погружают его в вещество полностью. По изменению параметров сигнала с регистрируюи ей катушки (амштитуде -сигнала , сдвигу фаз между частотой вынуждающих колебат1Й и колебаний механической системь частоте резонансных колебаний и др.) определ ют физические свойства исследуемого веojecTBa - в зкость, плотность, фазовый состав.

Использование дополнительных зажимных элементов выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как уменьшаетс  составл юща  погрешности, обусловленна  наличие .м нестабильности колебательной системы и внутренними потер ми в устройстве. В результате , как показали испытани , добротность колебательной системы возросла почти на пор док с 800 до 4000. Столь высока  добротность делает предлагаемое устройство очень чувствительным к малейшим изменени м измер емой величины, например в зкости, н позвол ет повысить точность измерений.

f3

Ю

Фи(г.г

Claims (6)

1. ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ, содержащее корпус, преобразователи и колебательную систему, подвешенную за шток к корпусу в двух плоскостях на струнах, навитых по резьбе винтов, отличаю щеес я тем, что, с целью повышения стабильности и добротности колебательной системы, оно снабжено дополнительными зажимными элементами струн, расположенными соответственно в месте, пересечения штока со струнами и на корпусе перед винтами.

SU ,1043525

2. Устройство по π. 1, о г л и ч а ю щ е е с я тем, что зажимные элементы на корпусе расположены на одинаковом расстоянии от оси колебательной системы.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что расстояние между зажимными элементами по оси штока равно соответствующему расстоянию между зажимными элементами на корпусе.

4. Устройство ио п. 3, о т л и ч а rani е е с я тем, что зажимные элементы выполнены в виде кольцевых шайб.

5. Устройство по и. 4, отличаю щее с я тем, что струны пропущены через отверстия в штоке в одной плоскости.

6. Устройство по п. 5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отношение длины струны между зажимными устройствами у корпуса и штока к ее диаметру составляет величину больше 200.