SU1744593A1 - Vibration-plate viscosimeter - Google Patents
Vibration-plate viscosimeter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1744593A1 SU1744593A1 SU904823891A SU4823891A SU1744593A1 SU 1744593 A1 SU1744593 A1 SU 1744593A1 SU 904823891 A SU904823891 A SU 904823891A SU 4823891 A SU4823891 A SU 4823891A SU 1744593 A1 SU1744593 A1 SU 1744593A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- rod
- vibration
- strings
- viscometer
- housing
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: дл определени в зкости химических растворов и нефтепродуктов . Сущность изобретени : вибрационный вискозиметр содержит корпус. В корпусе посредством системы упругих элементов прикреплен стержень. Стержень механически соединен с пластиной. В качестве упругих элементов использованы струны. Струны размещены между посто нными магнитами. 3 ил.Use: for determining the viscosity of chemical solutions and petroleum products. SUMMARY OF THE INVENTION: The vibration viscometer comprises a housing. In the case through the system of elastic elements attached rod. The rod is mechanically connected to the plate. Strings are used as elastic elements. The strings are placed between permanent magnets. 3 il.
Description
Изобретение относитс к области вискозиметрии и может найти применение в различных отрасл х техники и производства дл определени в зкости химических растворов, нефтепродуктов, спиртов и других малов зких жидкостей.The invention relates to the field of viscometry and can be used in various fields of technology and production for determining the viscosity of chemical solutions, petroleum products, alcohols and other low viscosity liquids.
Известны вис козиметры капилл рного типа, принцип работы которых основан на определении времени протекани известного количества жидкости через узкие капилл рные трубки.Capillary type viscometers are known, the principle of operation of which is based on determining the time of flow of a known amount of liquid through narrow capillary tubes.
Недостатками капилл рных вискозиметров вл ютс сравнительно низка производительность контрол , неприспособленность к организации непрерывных измерений.The disadvantages of capillary viscometers are the relatively low monitoring performance, the inability to organize continuous measurements.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс вибрацион- ный вискозиметр, основанный на измерении максимальной амплитуды колебаний погруженного в исследуемую жидкость тестового объекта (тонкой пластины).The closest to the invention according to the technical essence and the achieved result is a vibration viscometer based on measuring the maximum amplitude of oscillations of a test object immersed in the test liquid (thin plate).
Известное устройство содержит погружаемую в исследуемую жидкость тонкую пластину , прикрепленную к ней трубку, корпус, систему линейных упругих элементов в виде нат нутых струн, жестко соединенных с трубкой и стенками корпуса, вибровозбудитель с защитными экранамаи и измеритель вибраций. При работе вискозиметра его колебательна система настраиваетс (например, путем измерени частоты вибровозбудител ) на режим с максимальной амплитудой колебаний пластины, погруженной в исследуемую жидкость, и по измеренному значению максимальной амплитуды определ етс в зкость.The known device contains a thin plate immersed in the liquid under study, a tube attached to it, a housing, a system of linear elastic elements in the form of tensioned strings rigidly connected to the tube and the walls of the housing, an exciter with protective screens and a vibration meter. When a viscometer is in operation, its oscillating system is tuned (for example, by measuring the frequency of the vibration exciter) to the mode with the maximum amplitude of oscillation of the plate immersed in the test liquid, and the viscosity is determined from the measured maximum amplitude.
Недостатком известного вискозиметра вл етс низка чувствительность измерений .A disadvantage of the known viscometer is the low sensitivity of the measurements.
Цель изобретени - повышение чувствительности измерений.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of measurements.
Поставленна цель достигаетс тем, что вибрационный вискозиметр содержит корпус , в котором расположены стержень, жесЧThe goal is achieved by the fact that the vibration viscometer includes a housing in which a rod is located,
NN
|ь СЛ| SL
ю соyu so
тко соединенный с чувствительным элементом в виде пластины, система упругих элементов , выполненных в виде нат нутых струн, жестко соединенных со стержнем и стенками корпуса, размещенный между струнами вибровозбудитель с защитными экранами и измеритель вибраций. При этом вискозиметр дополнительно содержит установленные внутри корпуса посто нные магниты; причем магниты расположены так, что силовые линии образованного ими магнитного пол параллельны оси стержн , а струны изготовлены из магнитного материала и размещены между магнитами.A system of elastic elements, made in the form of tensioned strings, rigidly connected to the core and the walls of the case, an exciter with protective shields and a vibration meter between the strings. In this case, the viscometer additionally contains permanent magnets installed inside the housing; moreover, the magnets are arranged so that the lines of force of the magnetic field formed by them are parallel to the axis of the rod, and the strings are made of magnetic material and placed between the magnets.
На фиг. 1 изображена принципиальна схема вибрационного вискозиметра; на фиг. 2 - амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) перемещений чувствительного элемента (пластины) вискозиметра в резонансной области частот (крива а соответствует устройству-прототипу, крива б-обьекту изобретени ); на фиг. 3 - зависимость в зкости ц исследуемой жидкости (бензола) от максимальной амплитуды колебаний Уомакс чувствительного элемента (крива а - уст- ройствалрототип, крива б-объект изобретени ).FIG. 1 is a schematic diagram of a vibration viscometer; in fig. 2 - amplitude-frequency characteristics (AFC) of the movements of the sensitive element (plate) of the viscometer in the resonant frequency range (curve a corresponds to the prototype device, curve b-object of the invention); in fig. 3 - viscosity c of the test liquid (benzene) as a function of the maximum amplitude of oscillations of the Womax of the sensitive element (curve a is the device prototype, curve b is the object of the invention).
Вибрационный вискозиметр (фиг. 1) содержит пластину 1, погружаемую в сосуд 2 с исследуемой жидкостью 3, и прикрепленный к пластине стержень 4 (тонкостенна трубка). На стержне 4 имеютс отверсти 5 и 6, через которые пропущены струны 7, изготовленные из магнитного материала и играющие роль упругой системы устройства . Струны 7 жестко прикреплены к стержню 4 и стенкам корпуса 8, нат нуты (с помощью специальных винтов, не показанных на схеме) и размещены в магнитных пол х, образованных посто нными магнитами 9. Дл возбуждени вынужденных колебаний (в направлении оси х) стержн 4 и жестко св занной с ним пластины 1 предназначен вибровозбудитель, включающий встречно включенные обмотки электромагнитов 10, 11, диоды 12, 13 и генератор 14 напр жени , а дл регистрации параметров колебаний - бесконтактный измеритель 15 вибраций. Дл защиты от наводок вибровозбудитель оснащен защитными экранами 16.Vibration viscometer (Fig. 1) contains a plate 1, immersed in the vessel 2 with the test liquid 3, and the rod 4 attached to the plate (thin-walled tube). On the rod 4 there are holes 5 and 6 through which the strings 7 are passed, made of magnetic material and playing the role of an elastic system of the device. The strings 7 are rigidly attached to the rod 4 and the walls of the case 8, tensioned (using special screws not shown in the diagram) and placed in magnetic fields formed by permanent magnets 9. To excite forced oscillations (in the direction of the x axis) rod 4 and a plate 1 rigidly connected with it is intended to be an exciter comprising oppositely connected windings of electromagnets 10, 11, diodes 12, 13 and voltage generator 14, and a non-contact vibration meter 15 for recording vibration parameters. To protect against interference, the exciter is equipped with protective screens 16.
Вибрационный вискозиметр работает следующим образом,Vibration viscometer works as follows
При проведении вибрационного контрол пластина 1 вискозиметра опускаетс в сосуд 2 с исследуемой жидкостью 3, после чего с помощью вибровозбудител возбуждаютс вертикально направленные колебани подвесной части устройства. На струны 7, размещенные в пол х посто нных магнитов 9, при этом действуют электромагнитные силы прит жени , направленные в сторону смещени струн и способствующие уменьшению (по мере роста смещени ) экБивалентной упругой восстанавливающей силы системы. В результате упруга характеристика вискозиметра преобразуетс в нелинейную м гкую, благодар чему возникающие в системе колебани также станов тс нелинейными.When conducting vibration control, the plate 1 of the viscometer is lowered into the vessel 2 with the liquid 3 under examination, after which, using a vibration exciter, vertically directed oscillations of the suspension part of the device are excited. The strings 7, located in the fields of permanent magnets 9, are affected by electromagnetic attraction forces directed toward the displacement of the strings and contributing to a decrease (as the displacement increases) of the ecBivalent elastic restoring force of the system. As a result, the elastic characteristic of the viscometer is transformed into a non-linear soft, due to which the vibrations arising in the system also become non-linear.
Более высока чувствительность объекта изобретени подтверждаетс результатами экспериментальных исследований на лабораторной установке, изготовленной вThe higher sensitivity of the object of the invention is confirmed by the results of experimental studies in a laboratory setup made in
соответствии с принципиальной схемой устройства , показанной на фиг. 1. В качестве исследуемой жидкости использовалс бензол , в зкость г которого варьировалась посредством изменени температурногоaccording to the circuit diagram of the device shown in FIG. 1. Benzene was used as the test liquid, the viscosity of which was varied by changing the temperature
режима испытаний. Значение температуры исследуемого бензола стабилизировалось на заданном уровне (с точностью ± 0,05°С) посредством его размещени в стекл нном сосуде 2 с двойными стенками (на схеме неtest mode. The temperature of the test benzene was stabilized at a given level (with an accuracy of ± 0.05 ° C) by placing it in a double-wall glass vessel 2 (not shown in the diagram
показаны), между которыми циркулировала жидкость из термостата типа U-8. Основна часть стержн 4 была изготовлена из немагнитного материала, а его средний участок (на схеме заштрихован) - из магнитногоshown), between which the circulating fluid from a thermostat type U-8. The main part of the rod 4 was made of a non-magnetic material, and its middle section (shaded in the diagram) is made of magnetic
сплава альнико. Колебани пластины 1 и скрепленного с ней стержн 4 на струнах 7 возбуждались с помощью электромагнитного вибровозбудител , управл емого генератором 14. Благодар наличию диодов 12 иalloy alnico. The oscillations of the plate 1 and the rod 4 bonded to it on the strings 7 were excited using an electromagnetic vibration exciter controlled by the generator 14. Due to the presence of diodes 12 and
13, синусоидальный электрический ток, вырабатываемый генератором 14, одну половину периода проходил через обмотку 10, другую половину периода - через обмотку 11. На магнитный участок стержн 4 при13, a sinusoidal electric current generated by the generator 14, one half of the period passed through the winding 10, the other half of the period through the winding 11. On the magnetic section of the rod 4 at
этом,действовала сила, заставл вша стержень поочередно вт гиватьс то в обмотку 10, то в обмотку 11. В результате возбуждались вертикальные (в направлении оси х) колебани стержн 4 и жестко св занной сThis force acted, causing our rod to alternately retract into the winding 10, then into the winding 11. As a result, vertical oscillations of the rod 4 were excited and rigidly connected with
ним пластины 1, которые регистрировались бесконтактным измерителем 15 вибраций.He plate 1, which were recorded with a contactless meter 15 vibrations.
На фиг. 2 изображены полученные экспериментально (при Po/ka 0,005, rj 0,8 мПа с и t0 20°С, где Ро - амплитуда тесто0 вого гармонического воздействи , k - эквивалентный коэффициент жесткости упругой части вискозиметра) АЧХ перемещений чувствительного элемента вискозиметра в зоне основного резонанса при гармоническомFIG. 2 shows experimentally obtained (at Po / ka 0.005, rj 0.8 mPa s and t0 20 ° С, where Ro is the amplitude of the test harmonic effect, k is the equivalent stiffness coefficient of the elastic part of the viscometer) of the frequency response of the sensitive element of the viscometer in the main resonance zone with harmonic
5 воздействии вида P0sin со t (крива а соответствует устройству-прототипу, крива б - объекту изобретени ). При эотм по ос м координат отложены безразмерные амплитуда Yo х0/а и частота v (У/йьколебаний5 of the type of exposure P0sin with t (curve and corresponds to the device of the prototype, curve b - the object of the invention). With this axis, the dimensionless amplitudes Yo х0 / a and frequency v (V / oscillations
(х0 - полуразмах колебаний чувствительного элемента вискозиметра, а - зазор между струной и посто нными магнитами, (Do - частота свободных колебаний системы, ю- частота внешнего гармонического воздей- стви .(x0 is the half-range of oscillations of the sensitive element of the viscometer, and is the gap between the string and the permanent magnets, (Do is the frequency of free oscillations of the system, u is the frequency of external harmonic action.
Сопоставительный анализ приведенных АЧХ позвол ет установить следующее. В устройстве-прототипе упруга характеристика вл етс линейной, поэтому соответ- ствующа АЧХ- (крива а) имеет характерный дл линейных систем острый резонансный пик. Информативным параметром , используемым дл определени в зкости i, при этом служит максимальна амплитуда колебаний Усомакс, которой соответствует точка С на АЧХ.A comparative analysis of the given frequency response allows us to establish the following. In the prototype device, the elastic characteristic is linear, so the corresponding frequency response (curve a) has a sharp resonance peak characteristic of linear systems. The informative parameter used to determine the viscosity i is the maximum amplitude of the Usomax oscillation, which corresponds to point C on the frequency response.
После введени в конструкцию вискозиметра посто нных магнитов эквивалентна упруга характеристика подвески становит- с нелинейной м гкой, что соответствующим образом отражаетс на АЧХ (крива б). По вл етс зона неоднозначности колебаний , в пределах которой система имеет два устойчивых режима движени : резонанс- ный (участок АВ АЧХ) и нерезонансный участок (участок А В1 АЧХ). Наивысша чувствительность контрол в этом случае достигаетс при использовании в качестве информативного признака амплитуды коле- баний в резонансной точке В АЧХ (максимальна аМПЛИТуда УвОмакс).After the introduction of permanent magnets into the viscometer design, the elastic equivalent of the suspension becomes non-linear soft, which is reflected in the frequency response (curve b) accordingly. The zone of oscillation ambiguity appears, within which the system has two stable modes of motion: the resonant one (section AV AFC) and the nonresonant section (section А В1 AFC). In this case, the highest sensitivity of the control is achieved when using the amplitude of oscillations at the resonance point B of the frequency response as the informative sign (the maximum amplitude of the UvOmax).
По результатам испытаний получены градуировочные кривые (фиг. 3), устанавли- вающие взаимосв зь максимальной амплитуды колебаний Уомасс с в зкостью г) исследуемой жидкости (крива а соответствует устройству-прототипу, крива б - объекту изобретени ). Как показывает анализ градуировочных кривых и соответствующие расчеты, относительному изменению в зкости q на одну условную единицу соответствует изменение информативного признака Увомакс на одну единицу в устройстве-прототипе и на 1,6-1,8 единиц в объекте изобретени . Практически это эквивалентно увеличенной в 1,6-1,8 раз чувствительности измерений при использовании объекта изобретени дл определени в зкости исследуемой жидкости.According to the test results, calibration curves (Fig. 3) were obtained that establish the relationship of the maximum amplitude of Vomass oscillations with the viscosity g) of the test liquid (curve a corresponds to the prototype device, curve b to the object of the invention). As the analysis of the calibration curves and the corresponding calculations show, a relative change in viscosity q by one conditional unit corresponds to a change in the informative attribute Uvomax by one unit in the prototype device and by 1.6-1.8 units in the object of the invention. In practice, this is equivalent to the measurement sensitivity increased 1.6-1.8 times when using the object of the invention to determine the viscosity of the test liquid.
Таким образом, основным технико-экономическим преимуществом изобретени вл етс более высока чувствительность измерений, что в конечном счете позвол ет с повышенной точностью определ ть в зкость исследуемой жидкости.Thus, the main technical and economic advantage of the invention is a higher measurement sensitivity, which ultimately allows to determine the viscosity of the test liquid with increased accuracy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904823891A SU1744593A1 (en) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | Vibration-plate viscosimeter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904823891A SU1744593A1 (en) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | Vibration-plate viscosimeter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1744593A1 true SU1744593A1 (en) | 1992-06-30 |
Family
ID=21513474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904823891A SU1744593A1 (en) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | Vibration-plate viscosimeter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1744593A1 (en) |
-
1990
- 1990-05-07 SU SU904823891A patent/SU1744593A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Карташов Н.Н. Вискозиметры. М.: Наука, 1966. с. 5-11. Соловьев А.Н. Вибрационный метод измерени в зкости жидкостей. Новосибирск: Наука. 1970, с. 32-41. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3625058A (en) | Apparatus for determining the filling level of a container | |
EP0144437B1 (en) | Rheometer | |
US4679427A (en) | Apparatus for measuring viscosity | |
US3382706A (en) | Oscillatory element for measuring viscosity | |
KR100347406B1 (en) | Viscometer | |
US4655075A (en) | Vibrating tube densimeter | |
EP0069352A1 (en) | Process and apparatus for measuring optical-fibre diameter | |
GB2221302A (en) | Coriolis-effect fluid mass flow and density sensor made by a micromachining method | |
EP0501976B1 (en) | Rheometer | |
US2696735A (en) | Vibrating plate viscometer | |
US2142854A (en) | Viscosimeter | |
Woodward | A Vibrating‐Plate Viscometer | |
SU1744593A1 (en) | Vibration-plate viscosimeter | |
US2358374A (en) | Apparatus for determining physical properties of fluids | |
US3742344A (en) | Apparatus for measuring the differences in magnetic susceptibilities of gases | |
JPH06501312A (en) | Method and apparatus for measuring the ratio of paramagnetic gases in a gas mixture | |
US5261278A (en) | Microwave acceleration transducer | |
US4255973A (en) | Digital pressure transducer for use at high temperatures | |
CN113804284A (en) | Vibration displacement measuring method of vibration type viscoelastic sensor | |
RU2335741C1 (en) | Vibrating liquid level indicator | |
Vadde et al. | A review on non-invasive magnetic and electric field excited methods for flow characterisation of incompressible Newtonian low conductive liquids | |
SU1283621A1 (en) | Method of determining surface tension of liquid | |
WO2001061312A1 (en) | Method of determining viscosity | |
JPS5524626A (en) | Method and apparatus for measuring composition ratio of flowing fluid | |
RU2094772C1 (en) | Viscosity sensor |