SU66963A1 - Способ измерени в зкости жидкостей - Google Patents

Description

Известен способ измерени  физических свойств жидкостей, в частности, в зкости, основанный, на использовании  влени  изменени  собственной частоты колебаний упругого тела при погружении его в исследуемую жидкость в зависимости от в зкости последней (авторское свидетельство jV 41243).

Как установлено, снижение собственной частоты колебаний тела зависит не только от в зкости л идкости, в которую его погружают , но и от других ее свойств, в частности, от удельного веса и плотности. Вли ние того или другого из перечисленных факторов зависит от характера колебаний и форлмы вибрирующего тела.

Особенность предложенного согласно изобретению способа, основанного на использовании  влени  изменени  собственной частоты колебаний тела при погружении его в исследуемую жидкость, заключаетс  в том, что при погружении в жидкость тело привод т в вибрацию в плоскости, параллельной оси его креплени . Дл  этой цели вибрирующее тело выполнено симметричной формы относительно оси креплени , причем площадь его сечени  в плоскости, перпендикул рной к оси его креплени , должна быть возможно мала.

На чертеже фиг. 1 изображает в двух проекци х одну из возможных форм выполнени  прибора дл  измерени  в зкости согласно предложенного способа, а фиг. 2 - различные формы выполнени  вибрирующего тела.

Как указывалось выше, снижение частоты вибрирующего тела при погружении его в жидкость определ етс  двум  факторами: в зкостью и плотностью (удельным весом) последней. Вли ние в зкости сводитс  к тому, что некоторое количество жидкости (слой, прилегающий к поверхности тела) движетс  вместе с телом, как бы увеличива  этим его массу.

Таким образом действие некоторой части жидкости, движущейс  вместе с телом, эквивалентно нагрузке вибрирующей системы грузом , укрепленным на ней. При сохранении тех же упругих свойств

величение массы ведет к снижеию частоты. Другой фактор - ли ние сопротивлени  жидкости вижению тела - также ведет к нижению резонансной частоты коебаний последнего. В итоге, прибор , построенный по методу вибрации , будет давать показани , пропорциональные не абсолютной, а относительной в зкости, аналогично в зкозиметрам Эпглераидр. Вли ние каждого из указанных факторов зависит от формы вибрирующего тела. Очевидно дл  того, чтобы основным вли ющим на частоту фактором была в зкость, необходимо , с одной стороны, чтобы соприкасающа с  с жидкостью поверхность тела была наибольшей , а с другой, чтобы «лобовое сопротивление тела в направлении движени  было минимальным.

Соотношение относительного воздействи  каждого из факторов на снижение частоты будет, следовательно , определ тьс  посто нной прибора, котора  в известных пределах быть выведена расчетным путем, а в еще большой степени установлена эксперимен-, тально.

При наличии вибрирующего тела в виде упругой плоской пластинки , колеблющейс  в направлении, перпендикул рном к ее плоскостк (как, HanpiiMep,  зычек в обычном вибрационном частотомере), соотношение вли ющих факторов будет  вно невыгодным, так как сопротивление движению пластинки со сторон жидкости будет наибольшим .

Предлагаема  ниже форма выполнени  колеблющегос  тела  вл етс  в этом отношении наиболее выгодной, так как сопротивление движению в жидкости будет минимальным , а полезна  поверхность будет наибольшей.

В простейшем случае таким телом будет плоска  пластинка, колебани  которой направлены вдоль ее плоскости. При этом «лобовое сопротивление движению будет определ тьс  площадью ее ребра, котора , вообще говор , при малой толщине пластинки ничтожна, а

поверхность пласт;П ;си, наоборот, может быть сколько угодно увеличена .

На чертеже фиг. 1 изображает одну из возможных вариантов выполнени  прибора. На рамке 1 в верхней ее части укреплен электромагнит , служащий дл  возбуждени  колебаний и состо щий из сердечника 2 и обмотки 3.

Вибрирующа  подвижна  система состоит из плоской пластинки 4. В верхней части ее на тонком стержне 6 укреплен железный  корек 5. При погружении всей системы в жидкость  корек находитс  над ее поверхностью и поэтому не создает дополнительного сопротивлени  при вибрации системы. Система эта упруго подвешена на пружинах 7, от упругости которых зависит собственна  частота колебаний всей системы. При помощи нат жного винта 8 и гайки 9 эта частота колебаний может измен тьс  предварительно в процессе настройки или во врем  измерени .

Работа описанной системы происходит следующим образом. Подвижна  часть устройства, состо ща  из пластинки 4 с  корем 5 и пружинами 7, представл ет собой систему, настроенную механически в резонанс на определенную собственную частоту. Если частота ее совпадает с частотой переменного тока, питающего электромагнит 2, 3, то она начнет вибрировать с максимальной амплитудой в вертикальном направлении в плоскости чертежа.

При погружении всего прибора в Исследуемую жидкость таким образом, чтобы пластинка 4 была в нее погружена полностью, а  корь 5 находилс  над ней, резонансна  частота настройки изменитс  и амплитуда колебаний упадет . Дл  возобновлени  этих колебаний необходимо либо изменить частоту питающего электромагнит переменного тока, либо изменить настройку системы механически, мен   нат жение пружин.

Таким образом по частоте переменного тока, необходимой дл  восстановлени  резонанса системы,

оЛ{з€ДеЛйгот изменение ее собственной частоты колебаний.

Описанна  выше форма вибрирующего тела, в виде плоской пластинки , пон тно, не  вл етс  единственно возможной. Может быть применено любое одинаковое во всех сечени х тело, поверхность которого в направлении движени  должна быть минимальной, а в направлении, перпендикул рном движению, наоборот, возможно большей. Дальнейшим развитием этой идеи может быть применение «звездочки из двух или большего числа перекрещивающихс  пластинок , пересекающихс  в центре (фиг. 2А); вибрирующее тело может представл ть собой также полый цилиндр (фиг. 2Б) или многогранную призму, либо любую иную форму, в зависимости от условий и требований работы.

Точно так же могут быть разнообразны и методы дальнейшего использовани  изменений частоты колебаний системы в зависимости от в зкости. Этот метод особенно может быть полезным при передаче показаний на рассто нии или дл  целей автоматического управлени .

При передаче на рассто ние данных об изменении в зкости дл  целей измерени  или автоматического управлени , может быть использовано значительное количество известных методов телеизмерени , в частности, поскольку в данном случае имеет место изменейие частоты, напрашиваетс  применение импульсно-частотного метода. Можно указать на следующие возможные варианты.

1.Вибрирующее тело снабжено контактом, замыкаемым при резонансе колебаний. Этот контакт выведен к месту наблюдени  и использован дл  замыкани  сигнальной цепи (лампа, неонова  лампа и т. п.). Частоту переменного тока мен ют до получени  сигнала о наступлении резонанса. Частота тока указываетс  каким-либо известным способом.

2.Автоматическое измерение по

методу динамической компенсации: частота мен етс  беспрерывно и периодически в определенном диапазоне. Регул тор частоты снабжен шкалой, освещаемой газосветной лампой, включенной в цепь сигнала вибратора. При каждом обороте регул тора частоты происходит вспышка лампы, освещающа  шкалу с указателем.

3. Весьма целесообразным  вл етс  использование самого вибратора в качестве генератора частоты . Дл  этой цели добавл етс  небольшой электромагнит, устанавливаемый сбоку или снизу  кор . Электромагнит включен в виде обратной св зи в цепь сетки лампы , в анодную цепь которой включен основной электромагнит вибратора . При выведении  кор  из разновеси  в системе самовозбуждаютс  колебани  с частотой настройки вибратора. При всех изменени х частоты последнего, при его погружении в жидкость, будет соответственно измен тьс  генерируема  частота переменного тока. Последн   быть передана на любое рассто ние, в частности, как уже указывалось, методами частотноимпульсной телеметрии.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Способ измерени  в зкости жидкостей путем определени  изменени  собственной частоты колебаний вибрируюшего тела при погружении его в исследуемую жидкость , отличающийс  тем, что указанное тело, привод т в вибрацию в плоскости, параллельной оси его креплени , с той целью, чтобы перемещение жидкости происходило вдоль поверхности тела.

2.Прибор дл  осуществлени  способа по п. 1, отличающийс   тем, что вибрирующее тело выполнено симметричной формы относительно его оси креплени  с незначительной площадью сечени  в плоскости, перпендикул рной к оси креплени , с целью уменьшени  лобового сопротивлени  тела при его колебани х в жидкости.

IB