SU771515A1 - Device for measuring liquid viscosity - Google Patents

Device for measuring liquid viscosity Download PDF

Info

Publication number
SU771515A1
SU771515A1 SU782669767A SU2669767A SU771515A1 SU 771515 A1 SU771515 A1 SU 771515A1 SU 782669767 A SU782669767 A SU 782669767A SU 2669767 A SU2669767 A SU 2669767A SU 771515 A1 SU771515 A1 SU 771515A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
axis
float
moment
viscosity
sensor
Prior art date
Application number
SU782669767A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Тимофеевич Ляхонов
Михаил Павлович Фуражировский
Original Assignee
Ростовское Высшее Военное Командное Училище Им.Главного Маршала М.И.Неделина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ростовское Высшее Военное Командное Училище Им.Главного Маршала М.И.Неделина filed Critical Ростовское Высшее Военное Командное Училище Им.Главного Маршала М.И.Неделина
Priority to SU782669767A priority Critical patent/SU771515A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU771515A1 publication Critical patent/SU771515A1/en

Links

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  исследовани  физических свойств веществ, а также в зкости жидкости. Известен ротационный вискозиметр l1 , в котором исследуема  жидкость помещаетс  в заэор между двум  соосными телами, одно из которых вращаетс , а другое неподвижно. В зкость определ етс  по крут щему моменту при заданной угловой скорости или по угловой скорости вращающегос  тела при заданном крут щем моменте. Устройство не обеспечивает достаточной достоверности измерений из-за разрушени  структуры исследуемой среды. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  в зкости 23 . Устройство состоит из трехстепенного неуравновешенного гироскопа, помещенного в поплавковую камеру, и системы, обеспечивающей компенсацию момента в зкого трени  путем поддержани  перпендикул рности главной оси гироскопа продольной оси при вра щательном движении поплавка с гиромотором в исследуемой жидкости. Движение поплавка в исследуемой жидкос ти с посто нной скоростью обеспечиваетс  за счет Момента, создаваемого силой т жести. Недостаток устройства состоит в зависимости его масштабного коэффициента от величины угла, характеризующего неточность установки продольной оси устройства в вертикальное положение. Цель изобретени  - повышение точности измерени  в зкости жидкости. Эта цель достигаетс  за счет применени  трехстепенного уравновешенного гироскопа в поплавковой камере и введени  дополнительной системы, задак цей эталонные моменты, в виде датчика моментов, установленного на оси внутренней рамки и соединенного с задатчиком калиброванных токов в обмотке управлени  датчика моментов. На фиг. 1 представлена кинематическа  схема устройства дл  измерени  в зкости жидкости; на фиг. 2 - системы координат, св занные с корпусом (ОЦТ) и с уравновешенным гироскопом (oxyz), установленным в кар4|ановом подвесе в виде поплавка. В корпусе 1, выполненном в виде полого цилиндра, с помощью цапфи ;подшипников помещен поплавок 2, который имеет возможность вращатьс  вокруг оси З-З. В полости 4, образо ванной поплавком 2 и внутренней поверхностью корпуса 1, помещаетс  исследуема  жидкость. В поплавке 2 установлен уравновешенный гиромотор 5, иентр масс которого лежит на пересе (чении оси 6-6 с продольной осью 3-3 Движение поплавка 2 вокруг оси 3-3 и гиромотора 5 вокруг оси б-б обеспечивает последнему две степени свободы . Третьей степенью свободы  вл етс  вращение ротора гиромотора вокруг собственной оси Z. На валу 6-6 установлены датчик угла 7 и датчик моментов 8, последний подсоединен к выходу эадатчика 9 калиброванньлх токов . Датчик моментов 8 и задачик 9 калиброванных токов задают эталонные моменты по оси б-б, вызывающие прецессию поплавка 2 вокруг оси 3-3 с посто нной угловой скоростью. Датчик угла 7 электрически св зан со входом усилител  10, выход которого соединен с управл ющей обмоткой датчика моментов 11 и с регистрирующим прибо ром 12 о Датчик моментов 11 установлен на оси З-з поплавка 2. Датчик угла 1, усилитель 10 и датчик моментов 11 образуют замкнутую систему, обеспечивающую компенсацию момента в зкого трени , возникающего при вра щении поплавка 2 за счет прецессии в исследуемой жидкости 4. Внутри корпу са 1 установлен датчик температуры 1 Устройство дл  измерени  в зкости жидкости работает следующим образом. В полость 4 между поплавком 2 и внут ренней поверхностью корпуса подводит с  исследуема  жидкость.. Подаетс  пи тание на гиромотор 5, элементы систе мы компенсации моментов в зкого трени  и задатчик 9 калиброванных токов Ротор гиромотора 5, свойства которого определ ютс  величиной кинематического момента Н, набирает номиналь ное число оборотов. Дл  того чтобы измерить в зкость, необходимо, чтобы поплавок 2 вращалс  в исследуемой жидкости с посто нной скоростью ОС (фиг. 2) вокруг оси 3-3 (12). С этой целью с помбщью задатчика 9 калиброванных токов задаетс  требуема  величина тока в обмотке управлени  дат чика моментов 8, установленного на внутренней оси 6-б. За счет протека ни  тока датчик моментов 8 создает момент MI{, приложенный по оси х {б-б) и определ емый из выражени : MX - Комх s где К РИД - передаточный коэффициент датчика моментов 8, установленного по оси X. Под воздействием данного момента в соответствии с правилом прецессии гиромотор гироскопа 5 вместе с поплавком 2 начнет прецессировать относительно оси т (З-З) с посто нной гловой скоростью S, определ емой параметрами гироскопа и величиной I-, из выражени  tJ, AM«-J3 Н н гДе Н - кинетический момент гироскопа , равный произведению главного момента инерции ротора гироскопа на его угловую скорость. Поскольку поплавок 2 вращаетс  в 1сследуемой жидкости, то возникает момент сил в зкого трени , приложенный относительно оси i7 (З-З) и равный MB ,,(3) где f - удельный коэффициент в зкости, Под действием момента Mg гиромо (гор 5 начнет прецессировать относи|гельно си X (б-б) с угловой скоростью (Ь , определ емой из выражени  .4- с течением времени увеличиваетс  угол (Ь поворота гиромотора 5 относительно оси X (б-б). Угол (Ь измер етс  датчиком угла 7, установленным на оси X, и преобразуетс  в электрический сигнал, пропорциональный углу р. Напр жение с датчика угла 7 подаетс  в усилитель 10 системы компенсации момента сил в зкого трени , где усиливаетс  и преобразуетс  в ток ipMn ртротекающий в обмотке управлени  датаика моментов 11, установленного на рнешней оси 1 (3-3). Датчик моментов 11 преобразует ток {цу в механичес сий момент, приложенный по оси п и р:ротивоположно направленный моменту сил в зкого трени  Мцц DMij DMij - передаточный коэффициент датчика моментов 11, установленного на оси . В установившемс  движении Mgij полностью компенсируетс  моментом Мр)д„ системы компенсаций, т.е. 1. . ;к ;;-| -Ч«Г б- Ам.1, где Кц - масштабный К9эффициент П15Ибора , определ емый параметрами гироскопа и величиной тока ij , задаваемой в зависимости от диапазона измерений в зкости. Из выражени  (7) следует, что ток, протекающий в обмотке управлени  датчика моментов 11, пропорционален удельному коэффициенту в зкого трени , а следовательно, и в зкости жидкости . Величина тока измер етс  с помощью регистрирующего прибора 12, проградз ированного в единицах в зкости . Следует подчеркнуть, что момент DMn на вращение гиро1«}тора 5 отнрсительно оси 3-3 с угловой скорость практически не оказывает вли ни . The invention relates to devices for studying the physical properties of substances as well as the viscosity of a liquid. A rotational viscometer, l1, is known in which the test liquid is placed in a zaeora between two coaxial bodies, one of which rotates and the other is stationary. Viscosity is determined by the torque at a given angular velocity or the angular velocity of the rotating body at a given torque. The device does not provide sufficient reliability of measurements due to the destruction of the structure of the medium under study. Closest to the invention is a device for measuring viscosity 23. The device consists of a three-stage unbalanced gyroscope placed in the float chamber, and a system that compensates for the moment of viscous friction by maintaining perpendicularity of the main axis of the gyroscope to the longitudinal axis during rotational movement of the float with the gyromotor in the liquid under study. The movement of the float in the liquid under study at a constant speed is ensured by the Moment created by the force of gravity. The drawback of the device consists in the dependence of its scale factor on the magnitude of the angle characterizing the inaccuracy of the installation of the longitudinal axis of the device in a vertical position. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the viscosity of a liquid. This goal is achieved through the use of a three-stage balanced gyroscope in the float chamber and the introduction of an additional system, set the reference moments, in the form of a torque sensor mounted on the axis of the inner frame and connected to the setpoint calibrator currents in the control winding of the torque sensor. FIG. Figure 1 shows a kinematic diagram of a device for measuring the viscosity of a liquid; in fig. 2 - the coordinate systems associated with the housing (OST) and with the balanced gyroscope (oxyz) installed in the frame | aerial suspension in the form of a float. In case 1, made in the form of a hollow cylinder, with the help of a pin, the bearings are placed float 2, which has the ability to rotate around the axis W-3. In the cavity 4 formed by the float 2 and the inner surface of the housing 1, the test liquid is placed. In the float 2, a balanced gyromotor 5 is installed, whose mass center lies on the intersection of axis 6-6 with a longitudinal axis 3-3. Movement of float 2 around axis 3-3 and gyromotor 5 around axis bb provides the latter with two degrees of freedom. of freedom is the rotation of the rotor of the gyromotor around its own axis Z. Angle sensor 7 and moment sensor 8 are mounted on shaft 6-6, the latter is connected to the output of sensor 9 calibrated currents. Moment sensor 8 and gauge 9 calibrated currents set the reference moments along the axis b-b causing precession the float 2 around the axis 3-3 with a constant angular velocity. Angle sensor 7 is electrically connected to the input of amplifier 10, the output of which is connected to the control winding of the torque sensor 11 and to the recording device 12 o The torque sensor 11 is mounted on the axis W-3 float 2. Angle sensor 1, amplifier 10 and moment sensor 11 form a closed system that provides compensation for the viscous friction moment that occurs when the float 2 rotates due to precession in the test liquid 4. Inside the housing 1 a temperature sensor 1 is installed Fluid viscosity works as follows. The cavity 4 between the float 2 and the inner surface of the housing is supplied with the test liquid. It is supplied to the gyromotor 5, elements of the system for compensating the moments of viscous friction and setting device 9 calibrated currents Rotor of the gyromotor 5, the properties of which are determined by gains nominal speed. In order to measure viscosity, it is necessary that the float 2 rotates in the liquid under study at a constant speed OS (Fig. 2) around axis 3-3 (12). For this purpose, with the setting of the setting device 9 of the calibrated currents, the required amount of current in the control winding of the torque sensor 8 installed on the internal 6-b axis is set. Due to the flow of current, the moment sensor 8 creates a moment MI {applied on the x axis (b) and is determined from the expression: MX - Comx s where K REED is the transfer coefficient of the torque sensor 8 installed on the X axis. Under the influence of of the moment in accordance with the precession rule, the gyromotor of the gyroscope 5 together with the float 2 will begin to precess relative to the axis t (W-3) with a constant global speed S, determined by the parameters of the gyroscope and the value of I-, from the expression tJ, AM H - the kinetic moment of the gyroscope, equal to the product of the main moments the inertia of the gyroscope rotor at its angular velocity. Since the float 2 rotates in the 1 followed liquid, a moment of viscous friction force occurs, applied relative to the i7 axis (W-3) and equal to MB ,, (3) where f is the specific viscosity coefficient, Under the action of the Mg moment gyromo (mountains 5 will begin to precess relatively sy X (bb) with an angular velocity (b, determined from the expression .4- the angle increases with time (b of rotation of the gyromotor 5 relative to the axis x (bb). angle (b measured by an angle sensor 7, mounted on the X axis, and converted into an electrical signal proportional to the angle p. Voltage from dates The angle 7 is supplied to the amplifier 10 of the torque compensation system for viscous friction, where the torque data in the control winding 11, mounted on the front axis 1 (3-3) is amplified and converted into current ipMn. Momentum sensor 11 converts the current {mechanical) into mechanical The moment applied along the p and p axes: oppositely directed to the viscous friction force of the moment Mzz DMij DMij is the gear ratio of the torque sensor 11 mounted on the axis. In the steady-state motion, Mgij is fully compensated by the moment Mr) dn of the compensation system, i.e. one. . ; k ;; - | -CH "Gb- Am.1, where Kc is the scale K9 coefficient I15 of the selection, determined by the parameters of the gyroscope and the magnitude of the current ij, given depending on the range of viscosity measurements. From expression (7), it follows that the current flowing in the control winding of the torque sensor 11 is proportional to the specific coefficient of viscous friction, and hence to the viscosity of the liquid. The magnitude of the current is measured by means of a recording device 12, which is condensed in units of viscosity. It should be emphasized that the moment of DMn on the rotation of gyro1 "} torus 5 relative to axis 3-3 with the angular velocity has almost no effect.

Claims (1)

Формула изобретения . Устройство для измерения вязкости жидкости, содержащее корпус, в котором установлен пустотелый поплавок, снабженный трехстепенным гироскопом, и систему компенсации, момента вязкого трения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности - измерений, поплавок снабжен уравновешенным трехстепенным гироскопом, на одном из валов которого установлен датчик моментов, соединенный с задатчиком калиброванных токов.Claim . A device for measuring the viscosity of a liquid, comprising a housing in which a hollow float equipped with a three-stage gyroscope is installed, and a compensation system for the moment of viscous friction, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, the float is equipped with a balanced three-stage gyroscope, on one of whose shafts a torque sensor is installed, connected to a calibrated current generator.
SU782669767A 1978-10-02 1978-10-02 Device for measuring liquid viscosity SU771515A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782669767A SU771515A1 (en) 1978-10-02 1978-10-02 Device for measuring liquid viscosity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782669767A SU771515A1 (en) 1978-10-02 1978-10-02 Device for measuring liquid viscosity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU771515A1 true SU771515A1 (en) 1980-10-15

Family

ID=20787558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782669767A SU771515A1 (en) 1978-10-02 1978-10-02 Device for measuring liquid viscosity

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU771515A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3926054A (en) Gravity gradiometer
US2752791A (en) Gyroscopic apparatus
US3142991A (en) Fluid rotor sensor
US3276270A (en) Combined gyroscope and accelerometer
US3252339A (en) Gyroscopic apparatus
SU771515A1 (en) Device for measuring liquid viscosity
US4235092A (en) Low friction bearing running torque measuring apparatus
US3113459A (en) Pressure measuring device
US4522074A (en) Apparatus for measuring several force components
US2942475A (en) Acceleration responsive device
US3132520A (en) Accelerometer
US3533275A (en) Viscosimeter
SU735968A1 (en) Liquid viscosity measuring device
US3913406A (en) Digital pulse rebalance accelerometer
US4446716A (en) Self-compensating centrifuge arm
US3599492A (en) Coaxial gravity meter
RU2073206C1 (en) Gyrocompass
Hutton A tilting air-lubricated piston gage for pressures below one-half inch of mercury
US3527108A (en) Zero cross-coupling single axis gyro stabilization system
SU651233A1 (en) Rotary viscosimeter
SU883744A1 (en) Integrating accelerometer
US3336806A (en) Gravity meter
SU977741A1 (en) Inclinometer
SU407202A1 (en) About P I1SG7GN-AND ~ E INVENTIONS
US3103819A (en) Gravimeter