(54) ВИБРАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР(54) VIBRATION VISCOIMETER
Изобретение относитс к приборам Дл измерени в зкости. Известны вибрационные вискозиметры дл определени в зкости жидких сред, основанные на измерении амплитуды колебаний вибрирующего тела при погружении его в исследуемую среду и состо щие из чувствительного элемента датчика с зондом, на котором укреплен вибратор и измеритель амплиту ды вибрирующего зонда. Известен вибрационный вискозиметр 1 , содержагоий преобразовател с чувствительным элементом, выполнен ным в виде зонда, систему возбуждени колебаний зонда, содержащую эле ромагнитную катушку с емкостным пре разователем, и схему измерени ампл туды колебаний зонда, содержащую ин дукционную катушку электромагнитного пол , высокочастотный генератор, к выходу которого подключен частотный дискриминатор, усилитель напр жени , измерительный усилитель и из мерительный детектор с регистрирующим устройством. Недостатком данного вискозиметра вл етс сложность схемы измерени амплитуды колебаний зонда, что умен шает надежность прибора. Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению вл етс вибрационный вискозимето 21, содержащий датчик с зондом, состо щим иг нижнего и верхнего неоднородных стержневьгх отрезков с расположенной между ними мембраной, генератор низкочастотных колебаний, cxeNry измерени выходного сигнала датчика. При работе прибора зонд, имеющий форму пластины эллиптического сечени и совершающий изгибно-вращательные колебани , погружаетс в среду, в зкость которой измер етс . При этом амплитуда изгибно-вращательных колебаний зонда, пропорциональна в зкости среды , фиксируетс отсчетным прибором измерительной схемы. Недостатками указанногЬ вискози- . метра вл ютс невысока чувствите.пьность прибора и небольша точность измерений, что обусловлено следующим. Элементы схемы измерени (выходного сигнала) и возбуждени (колебаний зонда) расположены вместе в одном корпусе и содержат индукционные катушки электромагнитного пол , наведение которых вли ет друг на друга и создает помехи, иска чающие показани прибора, Элпиптическа зонда вследст вие округленности боков лх ребер при его движении в жидкой среде создает значительное гид юдашамическое лобовое сопротивление, чего снижае с чувствительность к составл юмей в зкового трени , непосредственно ха рактеризующего величину в зкости исследуемой среды. Придание зонду сложньп-: изгибновращательных колебаний снижает точность и чувствительность прибора так как колебани совершаютс не в одн.ой плоскости и величина лобового сопротивлени при этом мен етс . Целью изобретени вл етс повышение чувствительности/ точности и расширени диапазона измерений. Цель достигаетс за счет того, что /датчик с зондом выполнен в виде механотронного преобразовател усиЛИЙ , а нижний отрезок зонда в виде пласти -:ы дво ковыпуклого параболического сечени с возможностью ее ма тниковых колебаний в плоскости большей оси дво ковыпуклого парабол {ческого сечени . Цель достигаетс также за счет то го, что мембрана выполнена с ребрами жесткости в направлении, перпендикул рном плоскости ма тников1лх колебаний зонда, а также за счет того, что сечение нижнего отрезка зонда выполнено с соотношением осей 4:1, На чертеже представлена схема виб рационного вискозиметра. Вискозиметр.состоит из вибрационного 1, выполненного в виде механотронного преобразовател усилий (механотрона), с зондом, состо щим из двух неоднородных стержневых отрезков, верхний отрезок 2 которого вл етс подвижном электродом механотронар а нижний отрезок 3 зондаштырь механотрона - выполнен в виде тонкой пластины дво ковыпуклого параболического сечени с соотношением осей не менее 4:1, причем отрезки зонда разделены мембраной 4, позвол щей зонду совершать ма тниковые коле бани вдоль большой оси дво ковыпуклого параболического сечени нижнего отрезка зонда а сама мембрана выпол нена из эластичного материала и име ет радиальные ребра жесткости, выдав ленные на ее поверхности и перпенди кул рные плоскости ма тниковых коле баний зонда. На поверхности нижнего отрезка зонда нанос т ограничительные риски пoкaзывaюшJie границу погружени его в исследуемую среду. Вибрационный вискозиметр имеет блок 5 питани механотрона, схему г нершдии, состо щую из катушки возбуждени б, сердечник которой распо ложен в плоскости большей оси дво ковыпуклого сечени зонда и генера ора звуковых колебаний 7, а также схему измерени выходного сигнала атчика, состо щую из отградуированого в делени х в зкости милливольтетра 8 и самописца 9 . Вибрационный вискозиметр работает ледующим образом. Включаетс прибор, и зонд датчика огружаетс в исследуемую жидкость 10 так, чтобы ее уровень соответствовал метке на нижнем отрезке 3 зона , чем обеспечиваетс посто нство рабочей поверхности зонда, наход щейс непосредственно в исследуемой среде . Ма тниковые колебани зонда обеспечиваютс схемой генерации. При этом можно плавно мен ть частоту колебаний и переменную возбуждающую силу. Зонд совершает ма тниковые колебани вдоль плоскости, проход щей через большую ось дво ковыпуклого параболического сечени зонда с амплитудой,. соответствующей частоте колебаний зонда и в зкости исследуемой жидкости . Измен ющийс при этом электронный ток механотрона вл етс выходныги сигналом датчика, который регистрируетс измерительной схемой. Уравнение, св зывающее измер емую величину - в зкость с параметрами прибора, имеет вид , -в зкость исследуемой среды , П; - плотность исследуемой среды, г/см -максимальный выходной сигнал датчика, соответствующгШ максимальной ахиплитуде колебаний зонда , В С| - коэффициент, завис щий от частоты и величины переменной возбуждающей силы ; С - посто нна прибора. Таким образом, существенные отличи предлагаемого вибрационного вискозиметра от известных конструкций заключаетс в следующем. Часть зонда, погружаема в исследуемую среду, выполнена в виде пластин дво ковыпуклого парабапического сечени , чем достигаетс значительное уменьшение лобового сопротивлени в жидкой среде при его движении в ней. Особа конструкци мембраны с радиальными ребрами, перпендикул рными плоскости колебаний зонда, и расположение катушек возбуждени у нижнего отрезка зонда в плоскости большейThis invention relates to instruments for measuring viscosity. Vibration viscometers for determining the viscosity of liquid media are known, based on measuring the amplitude of vibrations of a vibrating body when it is immersed in the medium under study and consisting of a sensitive element of the sensor with a probe, on which a vibrator and a measuring instrument of the amplitude of the vibrating probe are attached. A vibrational viscometer 1 containing a transducer with a sensitive element made in the form of a probe, a system for exciting oscillations of a probe containing an electromagnetic coil with a capacitive converter, and a circuit for measuring the amplitude of oscillations of the probe containing an induction coil of an electromagnetic field, a high-frequency generator, are known. The output of which is connected to a frequency discriminator, a voltage amplifier, a measuring amplifier, and a measuring detector with a recording device. The disadvantage of this viscometer is the difficulty of measuring the amplitude of the probe oscillations, which reduces the reliability of the instrument. The closest technical solution to the present invention is a vibration viscose 21 containing a sensor with a probe consisting of lower and upper non-uniform rod segments with a membrane located between them, a generator of low-frequency oscillations, cxeNry measuring the output signal of the sensor. When the device is in operation, the probe, having the form of an elliptical-section plate and undergoing flexural-rotational oscillations, is immersed in a medium, the viscosity of which is measured. At the same time, the amplitude of the flexural-rotational oscillations of the probe, proportional to the viscosity of the medium, is recorded by a measuring instrument of the measuring circuit. The disadvantages specified viscose-. The meter is low in sensitivity and the accuracy of the measurement is low, due to the following. The elements of the measurement circuit (output signal) and excitation (probe oscillations) are located together in the same housing and contain electromagnetic field induction coils, the pointing of which affects each other and creates interference that distorts the instrument readings. The Alptic probe due to the roundness of the sides of the edges its movement in a liquid medium creates a significant hydrodasamic frontal resistance, which reduces its sensitivity to viscosity friction, which directly characterizes the viscosity value environment. Giving the probe a complex: flexural-rotating oscillations reduces the accuracy and sensitivity of the device, since oscillations do not occur in one plane and the value of the drag is changed. The aim of the invention is to increase the sensitivity / accuracy and expand the measurement range. The goal is achieved due to the fact that the sensor with a probe is made in the form of a mechanotronic converter of effort, and the lower segment of the probe in the form of a plate is: two double convex parabolic section with the possibility of its math oscillations in the plane of the larger axis of the double convex parabolic {chesky section) The goal is also achieved due to the fact that the membrane is made with stiffening ribs in the direction perpendicular to the plane of the antennas and oscillations of the probe, and also due to the fact that the cross section of the lower part of the probe is made with a ratio of 4: 1 axes. viscometer. The viscometer consists of a vibration 1, made in the form of a mechanotronic force transducer (mehanotron), with a probe consisting of two non-uniform rod segments, the upper segment 2 of which is a movable electrode mehanotronar and the lower segment 3 of the mehanotron probe is made in the form of a two-piece plate of a convex parabolic section with a ratio of axes of not less than 4: 1, and the probe segments are separated by a membrane 4, which allows the probe to make an ebola of baths along the major axis of the convex parabolic The cross section of the lower part of the probe and the membrane itself is made of an elastic material and has radial stiffening ribs, extruded on its surface and perpendicular to the plane of the oscillations of the probe. On the surface of the lower portion of the probe, the limiting risks of indicating the boundary of its immersion in the test medium are applied. The vibration viscometer has a mechanotron power supply unit 5, a circuit of Nersdia consisting of an excitation coil b, the core of which is located in the plane of the major axis of the two convex section of the probe and the generation of acoustic oscillations 7, as well as a circuit for measuring the output signal of the attic consisting of a graduated in the viscosity divisions of millivoltter 8 and recorder 9. The vibration viscometer works in the following way. The device turns on and the sensor probe is loaded into the test liquid 10 so that its level corresponds to the mark on the lower segment 3 zone, which ensures the stability of the working surface of the probe, which is directly in the test medium. The oscillations of the probe are provided by the oscillation circuit. At the same time, it is possible to smoothly vary the oscillation frequency and the variable driving force. The probe makes pendulous oscillations along the plane passing through the major axis of the two-convex parabolic probe section with amplitude. corresponding to the oscillation frequency of the probe and the viscosity of the liquid under study. The electron current of the mechanotron varying with this is the output signal of the sensor, which is detected by the measuring circuit. The equation relating the measured value — the viscosity with the parameters of the instrument — has the form, —the viscosity of the medium under study, P; - density of the investigated medium, g / cm -maximum sensor output signal, corresponding to the maximum maximum oscillation of the probe oscillations, V C | - coefficient depending on the frequency and magnitude of the variable driving force; C is the device constant. Thus, the essential differences between the proposed vibration viscometer and the known constructions are as follows. A part of the probe, immersed in the test medium, is made in the form of plates of double convex parabapic section, which results in a significant decrease in the drag in the liquid medium during its movement in it. The special design of the membrane with radial ribs perpendicular to the plane of oscillation of the probe, and the location of the excitation coils at the lower end of the probe in the plane of the larger