SU1469311A1

SU1469311A1 - Device for determining density and viscosity of liquid media

Info

Publication number: SU1469311A1
Application number: SU864116123A
Authority: SU
Inventors: Юрий Петрович Жуков; Валерий Владиславович Навротский; Михаил Петрович Цыганков; Владимир Иванович Клюев
Original assignee: Ярославский политехнический институт
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1989-03-30

Abstract

Изобретение относитс к аналитическому приборостроению, в частности к устройствам дл определени плотности и в зкости жидких сред. Цель изобретекн - повышение точности определени плотности и в зкости жидкости за счет введени в полость ветвей резонатора колеблющихс элементов . Устройство содержит полый камертонный резонатор, закрепленный в центре масс колебательной системы. 1 Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к приборам дл измерени плотности и в зкости жидких сред, и может быть использовано в химической, лакокрасочной , нефтеперерабатьшающей,легкой , пищевой и других отрасл х промышленности Цель изобретени - повьщение точности совместного определени и в зкости жидкости. .; / имеющий внутри ветвей резонатора обтекаемые стержни, систему возбуждени автоксшебаний резонатора, состо щего из усилител возбуждени , а также электромагнитных возбудител и приемника колебаний, систему воз- б:7ждеки вынужденных колебаний стержней , состо щую из возбудителей, подключенных к выходу усилител возбуждени резонатора через коммутатор и фазовращатель. При измерении плотности возбудители колебаний стержней непосредственно подключают к выходу усилител возбуждени резонатора . Обтекаемые стержни при этом совершают колебани синфазно с труб- ками резонатора. При измерении в зкости возбудители колебаний стержней подключают с помощью коммутатора к выходу усилител через фазовращатель , и стержни колеблютс с отставанием по фазе от ветвей резонатора . Мерой плотности и в зкости вл етс частота автоколебаний резонатора . 2 ил. (Л ilib сг ;о со На фиг.1 изображена конструкци предлагаемого устройства, вид в плане; на фиг. 2 - то же, вид сбоку. Устройство дл определени плотности и в зкости жидких сред содержит камертонный резонатор, состо щий из трубок 1 и 2, скрепленньк по концам жесткими перемычками 3 и 4. Подвод щий 5 и отвод щий 6 жидкость патрубки направлены от перемычек вдоль оси симметрии резонатора в сторону центра масс колебательной сиеThe invention relates to analytical instrumentation, in particular, to devices for determining the density and viscosity of liquid media. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the density and viscosity of a liquid by introducing oscillating elements into the cavity cavity. The device contains a hollow tuning fork resonator, fixed in the center of mass of the oscillatory system. 1 The invention relates to a measurement technique, in particular to devices for measuring the density and viscosity of liquid media, and can be used in chemical, paint and varnish, oil refining, light, food and other industries. . ; a streamlined rods inside the resonator branches, a cavity auto-excitation excitation system consisting of an excitation amplifier, as well as an electromagnetic exciter and an oscillation receiver, an excitation system: 7 core stimulator oscillations consisting of exciters connected to the output of the resonator excitation amplifier through a switch and phase shifter. When measuring the density, the exciters of the oscillations of the rods are directly connected to the output of the excitation amplifier of the resonator. Streamlined rods in this case oscillate in phase with the tubes of the resonator. When measuring viscosity, the exciters of the rods are connected with a switch to the output of the amplifier through a phase shifter, and the rods oscillate with a phase lag from the branches of the resonator. The measure of density and viscosity is the self-oscillation frequency of the resonator. 2 Il. (L ilib cr; about co. Fig. 1 shows the structure of the device proposed, plan view; Fig. 2 is the same, side view. The device for determining the density and viscosity of liquid media contains a tuning fork resonator consisting of tubes 1 and 2, fastened at the ends by rigid jumpers 3 and 4. The inlet 5 and the outlet 6 liquid nozzles are directed from the jumpers along the axis of symmetry of the resonator towards the center of mass of the oscillatory circuit

Description

3 143 14

темы. Входной 7 и выходкой 8 патрубки св заны с фланцами 9 и 10 и направлены по вертикальной оси симметрии . Внутри параллельных трубок 1 и 2 расположены обтекаемые стержни П - 14, симметрично закрепленные на мембранах 15 и 16, которые креп тс к перемычкам 3 и А с помощью крьшек 17 и 18, Система возбуждени и съема колебайий резонатора состоит из приемника 19, возбудител 20 электромагнитного типа, усилител 21 возбуждени (например, усилител - ограничител с автоматической стаби- Ливадией амплитуды автоколебаний резонатора ) .На крьшках 17 и 18 установлена дополнительна система возбуждени колебаний стержней, состо ща из возбудителей 22-25, соедн- ненных синфазно и подключенных через фазовращатель 26 и коммутатор 27 к выходу усилител 21 , соединенного со входом частотомера 28,Topics. The inlet 7 and the outlet 8 are connected to the flanges 9 and 10 and are directed along the vertical axis of symmetry. Inside parallel tubes 1 and 2 are located streamlined rods P - 14, symmetrically mounted on the membranes 15 and 16, which are attached to bridges 3 and A with the help of claws 17 and 18, the excitation and removal system of the oscillating resonator consists of a receiver 19, an electromagnetic exciter 20 type, excitation amplifier 21 (for example, an amplifier - limiter with automatic stabilization of the amplitude of self-oscillations of the resonator). On the caps 17 and 18 there is an additional system of excitation of rod oscillations, consisting of causative agents 22-25 connected with nfazno and connected via a phase shifter 26 and the switch 27 to the output amplifier 21 connected to the input of frequency meter 28,

Устройство дл определени плот- ности и в зкости жидких сред работает следующим образом.A device for determining the density and viscosity of liquid media works as follows.

Камертонный резонатор, состо щий из параллельных трубок 1 и 2, приводитс в режим автоколебаний системой возбуждени , состо щей из приемника 19, возбудител 20 колебаний и усилител 21 . Измер ема среда постзптает по входному патрубку 7 и подвод щему патрубку 5 в полую перемьмку 4, отвод щий патрубок 6 и выходной патрубок 8, Обтекаемые стержни 11-14 привод тс в режим вынужденных коле- баний с частотой основного резонатора с помощью возбудителей 22 - 25, При подключении возбудителей колебаний стержней с помощью коммутатора 27 непосредственно к выходу усилител 21 колебани стержней происход т в фазе с колебани ми трубок и 2 резонатора и частота автоколебаний системы зависит только от плотности жидкости внутри резонатора, так как отсуствует взаимное трение жидкости и стержней. При измерении в зкости и плотности система возбуждени обтекаемых тел подключаетс к выходу усилител 21 через фазовращатель 26, который сдвигает фа:зу -возбуждающих импульсов, и стержни совершают вынужденные колебани соA tuning fork resonator consisting of parallel tubes 1 and 2 is brought into self-oscillation mode by an excitation system consisting of a receiver 19, an oscillator 20 and an amplifier 21. The measured medium is passed through the inlet nozzle 7 and the inlet nozzle 5 into the hollow permice 4, the outlet nozzle 6 and the outlet nozzle 8, Streamline rods 11-14 are brought into forced oscillation mode with the frequency of the main resonator using exciters 22-25 When connecting rod exciters using switch 27 directly to the output of amplifier 21, rod oscillations occur in phase with oscillations of tubes and 2 resonators, and the frequency of self-oscillations of the system depends only on the density of the liquid inside the resonator, to how there is no mutual friction between the fluid and the rods. When measuring viscosity and density, the system of excitation of streamlined bodies is connected to the output of amplifier 21 through phase shifter 26, which shifts the phase: to its stimulating pulses, and the rods make forced oscillations

0 0

5 five

о Q about Q

5five

00

.сдвигом фазы относительно колебаний трубок 1 и 2 резонатора.Phase shift with respect to oscillations of resonator tubes 1 and 2.

В режиме измерени в зкости при сдвиге фаз колебаний резонатора и стержней происходит изменение условий обтекани стержней. На резонатор воздействуют дополнительные усили , измен ющие частоту автоколебаний резонатора в функции как плотности , так и в зкости жидкости, по- в.ышение точности измерени в зкости происходит за счет перехода от измерени амплитуды автоколебаний резонатора к измерению частоты. Точность контрол плотности повьшаетс за счет уменьшени потерь на в зкостное трение в жидкости при синфазных колебани х стержней и ветвей резонатора вследствие уменьшени их относительной скорости. Точность контрол в зкости повышаетс за счет перехода от измерени амплитуды колебаний ветвей или напр жени приемника колебаний к измерению частоты колебаний ветвей резонатора, котора измен етс при сдвиге фазы силы, возбуждающей колебани стержней, относительно силы, возбуждающей автоколебани резонатора. Выходным сигналом устройства вл етс частота автоколебаний резонатора как при измерении плотности, так и при измерении в зкости жидкости.In the viscosity measurement mode, when the phases of oscillations of the resonator and rods are shifted, a change occurs in the flow conditions of the rods. The resonator is affected by additional forces that change the frequency of self-oscillations of the resonator as a function of both the density and the viscosity of the fluid, increasing the accuracy of viscosity measurement due to the transition from measuring the amplitude of self-oscillations of the resonator to frequency measurement. The accuracy of density control is increased by reducing losses in viscous friction in a liquid with common-mode oscillations of the rods and branches of the resonator due to a decrease in their relative velocity. Accuracy of viscosity control is increased due to the transition from measuring the amplitude of oscillation of the branches or the voltage of the oscillation receiver to measuring the oscillation frequency of the branches of the resonator, which changes as the phase shifts the force that excites the oscillations of the rods relative to the force that excites the resonator's oscillations. The output of the device is the frequency of self-oscillations of the resonator, both when measuring density and when measuring fluid viscosity.

Claims

Invention Formula

A device for determining the density and viscosity of liquid media, containing a flow-type tuning fork resonator, in hollow branches x of which rods are located along axis of symmetry, and a system of excitation of self-oscillations of the resonator, including an amplifier, to the output of which is connected an oscillator, a resonator, characterized in that, in order to ensure the accuracy of jointly determining density and viscosity, it additionally contains a rod oscillator, a switch and a phase shifter, and A driver of oscillation of rods through to 1mutator and phase shifter connected. with amplifier output.

17

2It

Fig, 1

sixteen

1Q