SU403999A1 - Виброреометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к Н31мереиию реологических характеристик в зкоупругих жидкостей с использованием вибрационных датчико,в.

Известен вибрационный вискозиметр (виброреометр ), содержащий электродинамический вибратор, вибрируемую насадку, погруженную в испытуемую среду, « .вторичную схему.

Однако известный виброреометр дает недостаточную точность измерений в широком диапазоне частот.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений в широком частотном диапазоне .

Дл  этого виброреометр снабжен двум  пьезоэлектрическими датчиками, один из которых укреплен па пластине и погружен в испытуемую среду, а другой закреплен на пластине выше уровн  исследуемой среды, причем пьезоэлектрические датчики подключены к электронному блоку, обрабатывающему сигналы , поступающие с пьезоэлектрических датчиков .

ИзОбретение по снено чертежами.

На фиг. 1 приведена схема виброреометра; На фиг. 2 - разрез А-А измерительной пластины .

Виброреометр содержит сосуд 1 с исследуемой жидкостью 2 и измерительную пластину 3 с двум  пьезоэлектрическими датчиками 4 и 5. Измерительна  пластина 3 закреплена

при помощи стержн  6 на упругой подвеске 7. На стержие 6 находитс  катушка 8, расположенна  в зазоре посто нного магнита с полюсами 9 и 10. Катушка 8 подключена к звуковому генератору 11. Пьезоэлектрические датчики 4 и 5 состо т из плоских пьезоэлементов 12 и 13 соответственно (фиг. 2), вклеенных в измерительную пластину 3, например при помощи эпоксидного лака. На консольных концах пьезоэлементов укреплены диски 14 и 15. Дл  защиты пьезоэлементов от воздействи  исследуемой жидкости между дисками 14 и 15 и пластиной 3 вклеены упругие (например резиновые ) шайбы 16 и 17. Пьезоэлементы 12 и

13 при помощи выводов 18 и 19 (фиг. 1) соединены с электронным блоком 20.

Виброреометр работает следующим образом .

Сосуд 1 заполн ют нсследуемой жидкостью

2 таким образОМ, чтобы нижний пьезодатчик 4 был полностью погружен в нее, а верхний .пьезодатчик 5 ие контактировал с Исследуемой жидкостью. Катушку 8 питают от генератора 11 рабочим током заданной частоты и привод т в колебательное движение систему, содержащую катушку 8, стержень 6, упругую подвеску 7 и измерительную пластину 3 с двум  пьезодатчиками 4 и 5. Пьезодатчик 4, погруженный в исследуемую

жидкость 2, вырабатывает электрический сигнал f/i,  вл ющийс  функцией амплитуды и частоты колебаний, массы диска 14 и величины механического импеданса исследуемой жидкости , причем t/, ,.А(-/«,ш + 1.ш),(1) где; ki - чувствительность пьезоэлемента 12, А - амплитуда вибраций, «1 - масса диска 14, ш - кругова  частота вибраций, 2ж - механический импеданс измер емой жидкости, 1 --мнима  единица. Жесткость упругой шайбы 16 считать пренебрежительно малой по сравнению с жесткостью пьезоэлемента 12. Пьезодатчик 5, не контактирующий с исследуемой жидкостью , вырабатывает электрический сигнал Uz,  вл ющийс  функцией амплитуды и частоты колебаний и массы диска 15. Uz - k,,Am, / 2 /Vgi if/tgV } где «2 - чувствительность пьезоэлемента 13, т2 - масса диска 16. При условии, что пьезодатчики 4 и 5 идентичны и жесткость резиновых щайб 16 и 17 HaMiHoro меньще жесткости пьезоэлементов 12 и 13, механический импеданс жидкости определ ют по формуле (3) где гж - амплитудное значение механического импеданса. kf -константа прибора. Фазовую составл ющую механического импеданса определ ют по сдвигу фаз между величинами (U,-U,)U,. По измеренным при помощи электронного блока 20 амплитудной и фазовой составл ющей механического импеданса с применением известных формул рассчитывают компоненты комплексной динамической в зкости. Применение пьезоэлектрических датчиков, расположенных непосредственно на измерительной пластине, позвол ет исключить вли ние массы колеблющихс  частей (пластины 3, стержн  6, катущки 8) и жесткости упругой подвески 7 на результаты измерени  механического импеданса жидкости. Применение дифференциального принципа измерени  сигналов () позвол ет исключить вли ние массы диска 14. Таким образом , конструкци  предложенного виброреометра позвол ет повысить точность измерени  механического импеданса жидкостей и упрощает процесс определени  их реологических характеристик . Предмет изобретени  Виброреометр дл  в зкоупругих жидкостей, содержащий сосуд с исследуемой средой, измерительную пластину, устройство дл  возбуждени  колебаний пластины и вторичный прибор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений в щироком частотном диапазоне, он снабжен двум  пьезоэлектрическими датчиками, один из которых укреплен на пластине и погружен в испытуемую среду, а другой закреплен на пластине выще уровн  исследуемой среды, причем пьезоэлектрические датчики подключены к электронному блоку, обрабатывающему сигналы , постуг1аю1Д11е с ньезоэлектрических датчиков .

тН

.t

Г7 tt

fve г