SU1413486A1

SU1413486A1 - Vibratory viscometer

Info

Publication number: SU1413486A1
Application number: SU874200614A
Authority: SU
Inventors: Зиновий Пинхусович Шульман; Вильям Ильич Кордонский; Игорь Викторович Прохоров; Светлана Антоновна Демчук; Владимир Алексеевич Кузьмин
Original assignee: Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1988-07-30

Abstract

Изобретение относитс к вибрационным вискозиметрам. Дл повышени точности измерени в зкости и упрошени обработки результатов вискозиметр снабжен идентичным основному, но не демпфированным средой датчиком. След ш.а система поддерживает одинаковые колебани основного и дополнительного датчиков. О в зкости жидкости суд т по разности напр жений , которые необходимо подавать на входы основного и дополнительного датчиков . 1 ил.The invention relates to vibration viscometers. To improve the accuracy of viscosity measurement and to simplify the processing of the results, the viscometer is equipped with an identical basic, but not damped, medium sensor. The trace of the system maintains the same oscillations of the main and additional sensors. The viscosity of a fluid is judged by the difference in voltage that must be applied to the inputs of the primary and secondary sensors. 1 il.

Description

соwith

4;four;

асace

О5O5

Изобретение относитс к вибрационным вискозиметрам и может быть использовано в химической, нефтехимической про- мын1ленности, в медицине и научных исследовани х дл определени реологических характеристик жидкостей.The invention relates to vibration viscometers and can be used in chemical, petrochemical industry, medicine and scientific research to determine the rheological characteristics of liquids.

Цель изобретени - повышение точности измерений и упрощение обработки данных .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and simplify data processing.

На чертеже изображена схема вибрационного вискозиметра.The drawing shows a diagram of the vibration viscometer.

Вибрационный вискозиметр состоит из основного 1 и дополнительного 2 датчиков , зеркал 3 и 4, источника 5 света светофильтра 6, фотодатчика 7, зонда 8, измерительной чейки 9, генератора 10 колебаний , усилител 11 мощности, компаратора 12 напр жений и регистрирующего прибора 13 в виде измерител разности напр жений .The vibration viscometer consists of a main 1 and an additional 2 sensors, mirrors 3 and 4, light source 5 of the light filter 6, photo sensor 7, probe 8, measuring cell 9, oscillation generator 10, power amplifier 11, comparator 12 voltages and recording device 13 voltage difference meter.

Элементы 3-7, 11 и 12 составл ют систему , автоматической балансировки колебаний зонда и вибратора.Elements 3-7, 11, and 12 constitute a system for automatically balancing the oscillations of the probe and the vibrator.

Устройство работает следующим образом. При включении источника 5 когерентного излучени датчики 1 и 2 с помощью координатных устройств (не показаны ) устанавливаютс таким образом, чтобы луч света последовательно отражалс от зеркал 3 и 4 и через светофильтр 6 попадал в центр дифференциального фотодатчика 7 положени луча. При этом сигнал на входе усилител 11 мощности отсутствует. К зонду 8 с помощью координатного устройства (не показано ) подводитс измерительна чейка 9 с исследуемой жидкостью до тех пор, пока зонд не установитс в измерительную позицию. На обмотку дополнительного 1 датчика, возбуждающего вибратор, подаетс сигнал от генератора 10 колебаний необходимой частоты и амплитуды (последние подбираютс таким образом, чтобы получить необходимый режим деформации жидкости в измерительной чейке). Смещение зеркала 3 дополнительного датчика приводит к перемещению луча по плоскости фотодатчика 7. При этом фото- датчик йырабатывает сигнал, пропорциональный смещению зеркала 3 дополнительного датчика 2 в данный момент времени . Сигнал с фотодатчика поступает на вход усилител 11 и далее на вход основного датчика 1. Подвижна система датчика 2 и укрепленное на ней зеркало 4 отрабатывают перемещение, равное величине перемещени зеркала 3 дополнительного датчика 2. При этом луч света в каждый момент времени находитс в центре фотодатчика 7, так как система охвачена отрицательной обратной св зью по положению луча.The device works as follows. When the coherent radiation source 5 is turned on, the sensors 1 and 2 using coordinate devices (not shown) are installed so that the light beam is successively reflected from mirrors 3 and 4 and through the light filter 6 gets into the center of the differential photo sensor 7 of the beam position. When this signal at the input of the amplifier 11 power is missing. The probe 8 is connected to the measuring cell 9 with the test liquid using a coordinate device (not shown) until the probe is installed in the measuring position. An additional 1 sensor winding the vibrator is fed to the winding from a generator of 10 oscillations of the required frequency and amplitude (the latter are selected so as to obtain the required mode of fluid deformation in the measuring cell). The displacement of the mirror 3 of the additional sensor causes the beam to move along the plane of the photo sensor 7. At the same time, the photo sensor generates a signal proportional to the displacement of the mirror 3 of the additional sensor 2 at a given time. The signal from the photo sensor is fed to the input of the amplifier 11 and further to the input of the main sensor 1. The moving system of the sensor 2 and the mirror 4 fixed on it work out a movement equal to the movement of the mirror 3 of the additional sensor 2. At the same time, the light beam is at the center of the photo sensor 7, since the system is covered by negative feedback on the position of the beam.

Согласно уравнению импедансов, полные импедансы Zi и Zz соответственно демпфированного и недемпфированного зондов равны Zi Zo+Z; , (1 )According to the impedance equation, the total impedances Zi and Zz, respectively, of the damped and non-damped probes are Zi Zo + Z; , (one )

где Zn - соответственный импеданс недемпфированного зонда;where Zn is the corresponding impedance of the undamped probe;

Z - импеданс среды, так как колебательные скорости зонда и вибратора оди- наковы благодар системе автоматической балансировке их колебаний.Z is the medium impedance, since the oscillatory velocities of the probe and the vibrator are identical due to the system of automatic balancing of their oscillations.

Уравнени дл комплексных амплитуд колебательной скорости Vi согласно (1) можно записать следующим образом: 5(Zo+Z),;(2)The equations for the complex amplitudes of the oscillatory velocity Vi according to (1) can be written as follows: 5 (Zo + Z),; (2)

(3)(3)

(oj(oj

Вычита и поделив на V, получаем Z()4 (4) Если возбуждающие силы пропорциональ- 0 ны напр жени м возбуждени , то Z const- ли(5)Subtracting and dividing by V, we get Z () 4 (4). If the exciting forces are proportional to the excitation voltage, then Z is const (5)

Следовательно, вибрационный вискозиметр позвол ет измерить импеданс среды,Therefore, the vibration viscometer allows you to measure the impedance of the medium,

5 нагружающей зонд, и компенсирует собственный импеданс недемпфированного зонда. Благодар этому повышаетс точность измерений , так как фиксируемый с помощью регистрирующего устройства сигнал пропорционален только потер м, вызванным5 loading probe, and compensates for the own impedance of the undamped probe. Due to this, the accuracy of measurements is improved, since the signal recorded by the recording device is proportional to only the losses caused by

0 диссипацией энергии в зазоре измерительной чейки.0 energy dissipation in the gap measuring cell.

Упрощаетс обработка результатов измерени , так как величина скорости деформировани образца задаетс , а фиксируетс сигнал, пропорциональный в зкостиThe processing of the measurement results is simplified, since the value of the sample warping rate is set, and the signal proportional to the viscosity is fixed.

5 жидкости.5 fluids.

Claims

Invention Formula

A vibration viscometer containing a probe with an exciter transducer, a generator of vibrations, a vessel for the medium under study and amplitude and frequency meters, characterized in that, in order to improve measurement accuracy and simplify data processing, it is equipped with a second, 5 identical probe, vibrator with a driving converter and an automatic balancing system for the oscillations of the probe and the vibrator, consisting of a differential photo sensor, a mismatch comparator and a power amplifier connected 0 with its input to the comparator the error is mismatched, and the output is connected to the vibrator pickup transducer, and a voltage difference meter is connected to the pickup transducers of the probe and the vibrator.