SU1693461A1 - Вискозиметр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерени  в зкости жидких сред и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности дл  автоматического измерени  в зкости. Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона измерений. Вискозиметр содержит чувствительный элемент в виде вертикально ориентированной пластинки , закрепленной с возможностью поворота на горизонтальной оси. на верхнем торце пластинки укреплен посто нный магнит , центр масс пластинки смещен ниже оси Ось концами установлена на поплавке , выполненном в виде кольца, в отверстии которого размещен чувствительный элемент с погруженной в исследуемую жидкость нижней частью. На поплавке установлена рамка дл  креплени  элементов схемы, На верхней стороне рамки укреплен электромагнит с обмоткой, подключенной через усилитель мощности к выходу генератора пр моугольных импульсов. На нижней стороне рамки укреплен геркон, включенный параллельно в цепь генератора, к которому последовательно подключены одно- вибратор, счетчик импульсов и цифровой индикатор. 2 ил. СО с

Description

Изобретение относитс  к технике измерени  в зкости жидких сред и может быть использовано в химической, нефтехимиче- ской и других отрасл х промышленности дл  автоматического и .оперативного измерени  в зкости в различных услови х.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона измерений.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый вискозиметр с электромеханической схемой подключени , вид спереди; на фиг.2 - механическа  часть вискозиметра, вид сверху.

Вискозиметр содержит механическую часть, т.е. датчик в зкости, схему возбуждени  и измерительную схему. Датчик в зкости содержит чувствительный элемент в виде вертикально ориентированной пластинки 1, закрепленной на горизонтальной оси 2, на верхнем торце пластинки 1 укреплен посто нный магнит 3, направление намагниченности которого совпадает с горизонтальной осью пластинки 1, а в нижней части пластинки закреплен противовес в виде шпильки 4 с гайками 5 из немагнитных металлов, обеспечивающих смещение центра т жести пластинки 1 ниже оси 2, причем изменением числа и размеров гаек 5 возможна регулировка величины статической неуравновешенности чувствительного элемента относительно горизонтальной оси. Ось 2 проходит через подшипники 6 в пластинке 1 и жестко установлена концами на поплавке 7, выполненном в виде кольца, в отверстии которого размещен чувствительный элемент- пластинка 1 с погружено ю

СА J

О

ной в исследуемую жидкость 8 нижней частью . На поплавке 7 в вертикальной плоскости жестко закреплена охватывающа  чувствительный элемент- пластинку 1 рамка 9 дл  креплени  электромеханических элементов схемы возбуждени  и измерительной схемы.

Схема возбуждени  состоит из электромагнита 10с обмоткой 11, укрепленного на верхней стороне рамки 9 в плоскости чувствительного элемента - пластинки 1 непосредственно над его верхним торцом с посто нным магнитом 3, а обмотка 11 электромагнита подключена через усилитель 12 мо щности к одному из выходов генератора 13 пр моугольных импульсов (ГПИ) с регулируемой амплитудой и длительностью, выдающего последовательность импульсов пр моугольной формы с необходимой амплитудой и периодом следовани  и с линейно возрастающей длительностью.

Измерительна  схема состоит из регистрирующего элемента в виде герметизированного магнитоуправл емого контакта (геркона 14), закрепленного на наход щейс  в исследуемой жидкости 8 нижней стороне рамки 9 в плоскости чувствительного элемента под его нижним торцом, удаленным от оси 2 на такое же рассто ние, что и верхний торец, при этом электрические выводы геркона 14 герметизированы и подключены параллельно через добавочный резистор 15 к второму выходу ГПИ, к которому последовательно подключены одно- вибратор 16, счетчик 17 импульсов и цифровой индикатор 18с несколькими шкалами , проградуированными непосредственно в единицах в зкости.

Измерение в зкости реализуют следующим образом.

Выбирают велич /жу амплитуды импуль- сов.снимаемыхс ГПИ, котора  задаетс  при грубой регулировке и зависит от типа исследуемой жидкости, причем выбранной амплитуде соответствует шкала цифрового индикатора. При такой регулировке, когда даже примерно параметры в зкости исследуемой жидкости неизвестны, задают при заданном коэффициенте усилени  усилител  12 мощности определенную амплитуду снимаемых с ГПИ 13 импульсов, после чего запускают ГПИ, при этом с ГПИ снимаетс  вс  заданна  последовательность импульсов с посто нной выбранной амплитудой и линейно увеличивающейс  длительностью. Если при этом пластинка 1 не сработает, то амплитуду снимаемых с ГПИ 13 импульсов увеличивают до следующего стандартного значени , и процесс настройки повтор ют. В случае, если чувствительный элемент пластинка 1 сработает, заданную амплитуду импульсов оставл ют, и измерительна  схема к работе готова.

В зависимости от выбранной амплитуды снимаемых импульсов выбирают и шкалу цифрового индикатора 18, проградуирован- ного в единицах в зкости (следует указать, что в устройстве возможна трехкратна  независима  регулировка: указанна , регули0 ровка коэффициентом усилени  усилител  12 мощности, а также непосредственно регулировка датчика за счет изменени  статической неуравновешенности чувствительного элемента - пластинки 1 изменени5 ем количества и размеров регулировочных гаек 5).

После регулировки схемы ГПИ 13 запускают , и с него снимаетс  последовательность пр моугольных импульсов с уже

0 выбранной амплитудой и линейно возрастающей длительностью. Через первый выход ГПИ 13 эти импульсы подаютс  в обмотку 11 электромагнита 10, Пол рность импульсов и обращенного к электромагниту 10 полюса

5 посто нного магнита 3 выбраны одинаковыми , поэтому при подаче в электромагнит 10 импульса возникают силы отталкивани  электромагнита 10 и посто нного магнита 3, в результате чего к ч вствительному элемен0 ту - пластинке 1 прикладываетс  относительно оси 2 импульсный вращающий момент, противодействие которому оказывает момент сил т жести неуравновешенного чувствительного элемента - пластинки 1.

5 При малой длительности импульсов, снимаемых с ГПИ 13, импульсного момента за период действи  импульса недостаточно дл  переворота чувствительного элемента на 180°. Однако длительность импульсов,

0 снимаемых с. ГПИ, постепенно увеличиваетс , и при каком-то импульсе чувствительный элемент повернетс  вокруг оси 2 на 180° (естественно, что длительность импульса, обеспечивающего переворот при уже вы5 бранной ранее амплитуде и параметрах схемы , определ етсл в зкостью исследуемой жидкости). Период следовани  импульсов ГПИ (скважность) выбирают такой, чтобы после действи  каждого импульса чувстви0 тельный элемент успел возвратитьс  в исходное вертикальное состо ние и успокоитьс , т.е., около п ти периодов оборота чувствительного элемента вокруг оси 2. В исходном положении контакты герко5 на 14 нормально разомкнуты. При перевороте пластинки 1 посто нный магнит 3 оказываетс  вблизи геркона 14, при этом контакты геркона замыкаютс , ГПИ 13 через добавочный резистор 15 шунтируетс , и выдача импульсов сразу прекращаетс . После

запуска ГПИ 13 последовательность импульсов одновременно поступает на одно- вибратор 16, где импульсы с линейно увеличивающейс  длительностью преобразуютс  просто в последовательность стан- дартных импульсов, и счетчик импульсов 17, где эти импульсы подсчитываютс . После замыкани  геркона 14 и отключени  ГПИ счетчик 17 даст количество импульсов, сн тых с ГПИ, до импульса с необходимой длительностью, обеспечивающей срабатывание чувствительного элемента - пластинки 1. Это число импульсов переводитс  в период (длительность) импульса срабатывани , а в зависимости от этого периода цифро- вой индикатор 18 даст измеренное значение уже в единицах в зкости жидкости.

Градуировка шкал индикатора 18 проводитс  путем измерени  в зкости в эталонных жидкост х с известной в зкостью. Получены также расчетные зависимости, позвол ющие по амплитуде и длительности импульса срабатывани  чувствительного элемента, механическим параметрам датчика в зкости (веса чувствительного элемента, статической неуравновешенности), электрическим параметрам схемы измерени  вычислить величину в зкости и провести градуировку шкал. Однако зависимости довольно сложны, поэтому градуировку целе- сообразнее вести указанным выше образом.

Устройство обеспечивает хорошую совместимость с цифровыми элементами автоматики , может работать от аккумул тора и обеспечивать полную автономность, в зкость может быть измерена практически в любых диапазонах, емкост х и в любой среде , в том числе и агрессивных жидкост х. Измеритель не чувствителен к наклонам резервуаров, перекосам и т.п., так как поплавок , на котором смонтирована механическа  часть вискозиметра, автоматически обеспечивает горизонтальное положение. С

выхода одновибратора сигнал можно снимать непосредственно на микропроцессор, т.е использовать вискозиметр в качестве датчика в автоматических системах управлени . Датчик, установленный на поплавке, можно опустить в углубленный сосуд, и будет обеспечено дистанционное измерение в зкости без контакта с контролируемой средой. Прибор универсален, так как возможность измерени  не св зана ни с какими ограничени ми, накладываемыми на величину возможной в зкости, измерение может проводитьс  при движении чувствительного элемента в колебательном, апериодическом режиме и т.п.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Вискозиметр, содержащий электромагнит , подключенный через усилитель мощности к генератору пр моугольных импульсов с регулируемой амплитудой и длительностью , регистрирующий элемент в виде геркона , а также свободно укрепленный на горизонтальной оси чувствительный элемент с размещенным на нем посто нным магнитом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона измерени , чувствительный элемент выполнен в виде пластинки, на одном из торцов которой укреплен посто нный магнит, а центр т жести пластинки смещен относительно оси в противоположную от магнита сторону, горизонтальна  ось установлена на поплавке, имеющем осевое отверстие дл  размещени  чувствительного элемента, а электромагнит и геркон установлены на противоположных сторонах плоской рамки, закрепленной на поплавке и охватывающей чувствительный элемент, причем первый и второй выводы геркона подключены соответственно к первому и второму выходам генератора и одноименным входам одновибратора, выход которого через счетчик св зан с входом цифрового индикатора.

   5 Ц 14

    - 

   Фиг.1

   8