SU842480A1

SU842480A1 - Device for measuring viscosity

Info

Publication number: SU842480A1
Application number: SU792803806A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Лаптев; Борис Николаевич Прохоров
Original assignee: Гусевский Филиал Государственногонаучно-Исследовательского Инсти-Тута Стекла
Priority date: 1979-08-06
Filing date: 1979-08-06
Publication date: 1981-06-30

Description

1 one

Изобретение относитс к приборостроению , а именно к вискозиметрам, и может быть использовано дл измерени в зкости различных жидкостей и расплавов в промышленных услови х.The invention relates to instrumentation, namely, viscometers, and can be used to measure the viscosity of various liquids and melts under industrial conditions.

Известно устройство дл измерени в зкости , содержащее измерительную камеру, св занную через клапан с системой подачи газа, емкостный датчик контрол уровн исследуемой жидкости в измерительной камере и приспособление дл компенсации изменений уровн и атмосферного давлени , выполненное в виде компенсационной трубки, погруженной в жидкость и св занной через дроссель с измерительной камерой. В устройстве в зкость определ етс .по времени заполнени измерительной камеры исследуемой жидкостью до заданного уровн , фиксируемого емкостным датчиком Cll A device for measuring viscosity is known, comprising a measuring chamber connected through a valve to a gas supply system, a capacitive sensor controlling the level of the test liquid in the measuring chamber and a device for compensating for changes in the level and atmospheric pressure made in the form of a compensation tube immersed in the liquid and through the choke with a measuring chamber. In the device, the viscosity is determined by the time it takes to fill the measuring chamber with the test liquid to a predetermined level detected by a capacitive sensor Cll

Однако устройство не обеспечивает достаточной точности измерени и надежности при работе на агрессивых, высокотемпературных жидких средах, когда значительно ухудшаютс точностные характеристики емкостного датчика .However, the device does not provide sufficient measurement accuracy and reliability when operating on aggressive, high-temperature liquid media, when the accuracy characteristics of the capacitive sensor deteriorate significantly.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс , устройство дл измерени в зкости, содержащее измерительную амеру в виде пневмотрубки, измерительный преобразователь с входной и компенсационной камерами, в котором входна камера соединена с измерительной камерой и через дроссель - с компенсационной ка-мерой , и устройство дл поддержани границы раздела газ-исследуема сре0 да. В зкость в устройстве определ етс по времени изменени давлени в измерительной камере между двум его фиксированными значени ми {2 ,The closest in technical essence to the present invention is a device for measuring viscosity, containing a measuring tube in the form of a pneumatic tube, a measuring transducer with input and compensation chambers, in which the input chamber is connected to the measuring chamber and through a choke with a compensation chamber, and A device for maintaining the gas-test interface. The viscosity in the device is determined by the time of the pressure change in the measuring chamber between its two fixed values {2,

Недостатком данного устройства The disadvantage of this device

5 вл етс низка точность измерени из-за вли ни колебаний температуры исследуемой среды.5 is a low measurement accuracy due to the influence of temperature fluctuations of the test medium.

Цель изобретени - повышение точ-: ности измерени .The purpose of the invention is to improve the accuracy of: measurement.

00

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерени в зкости , содержащем измерительную камеру в виде пневмотрубки с дросселем, измерительный преобразователь с вход5 ной и компенсационной камерами, в котором входна камера соединена с измерительной камерой и через дроссель - с компенсационной камерой, систему поддержани границы раздела This goal is achieved by the fact that in a device for measuring viscosity containing a measuring chamber in the form of a pneumatic tube with a choke, a measuring transducer with an input and a compensation chamber, in which the input chamber is connected to the measuring chamber, and through a choke with a compensation chamber, the boundary support system section

0 газ-исследуема среда, подключеную к компенсационной камере, дросель расположен в нижней части измеительной камеры, погружаемой в иследуемую среду.0 gas-test medium connected to the compensation chamber, the drosel is located in the lower part of the measuring chamber, which is immersed in the test medium.

На чертеже приведена схема предагаемого устройства.The drawing shows a diagram of a predictable device.

Устройство содержит измерительную камеру 1 в виде пневмотрубки,соединенную с входной камерой 2 измерительного преобразовател 3 и -через россель 4 - с компенсационной камерой 5 измерительного преобразовате , приспособление дл поддержани границы раздела газ-исследуема среа , состо щее из реле 6 давлени , впускного 7 и выпускного 8 клапанов, соедин ющих компенсационную камеру соответственно с источником газа к атмосферой, датчик- пневмоимпульссв, выполненный в виде сильфона 9 с электромагнитом 10, блок 11 управлени и измеритель 12 времени. Измерительный преобразователь выполнен в контактном исполнении: контакты 13 замыкаютс при смещении чувствительного элемента преобразовател в сторону входной камеры 2 и контакты 14 при смещении его в противоположную сторону.The device contains a measuring chamber 1 in the form of a pneumatic tube, connected to the input chamber 2 of the measuring converter 3 and through the Rossel 4 to the compensating chamber 5 of the measuring converter, a device for maintaining the gas-test medium interface consisting of a pressure switch 6, an inlet 7 and exhaust 8 valves connecting the compensation chamber, respectively, to a source of gas to the atmosphere, a sensor-pneumatic impulse, made in the form of a bellows 9 with an electromagnet 10, a control unit 11 and a time meter 12. The transmitter is made in the contact design: contacts 13 are closed when the sensitive element of the converter is displaced towards the input chamber 2 and contacts 14 when it is displaced in the opposite direction.

Устройство работает следующим образом ,The device works as follows

В исходном положении вследствие выравнивани давлений во входной 2 и компенсационной 5 камерах измерительного преобразовател 3 через дроссель , 4 в измерительной камере 1 устанавливаетс граница раздела газисследуема среда на уровне, определ емом настройкой реле б давлени . При отключенном магните 10 и раст нутом сильфоне 9 чувствительный элемент измерительного преобразовател смещен в сторону входной камеры 2, контакты 13 замкнуты и блок 11 подает сигнал на включение измерител 12 времени. Под действием гидростатического давлени , превышающего давление газа в измерительной камере 1, жидкость поднимаетс вверх, уменьша величину рабочего объема газа в измерительной камере и увеличива давление в ней. При достижении заданной величины давлени контакты 13 размыкаютс и блок 11 управлени отключает измеритель 12 времени. Одновременно блок управлени включает электромагнит 10 на сжатие сильфона 9.Давление газа в рабочем объеме устройства возрастает и мембрана измерительного преобразовател 3 смещаетс в сторону компенсационной камеры 5, замыка контакты 14. Блок 11 управлени снова включает измеритель времени . Жидкость под действием пневмоимпульса вытесн етс из измерительной камеры 1 и рабочий объем устройства увеличиваетс , а давление газа падает . При достижении заданной величины давлени контакты 14 размыкаютс ,In the initial position, due to pressure equalization in the input 2 and compensatory 5 chambers of the measuring transducer 3, through the throttle, 4 in the measuring chamber 1, the gas-traceable interface is set at the level determined by the setting of the pressure switch b. When the magnet 10 is disconnected and the bellows 9 is stretched, the sensitive element of the measuring transducer is shifted towards the input chamber 2, the contacts 13 are closed and the block 11 sends a signal to turn on the time meter 12. Under the action of hydrostatic pressure exceeding the gas pressure in the measuring chamber 1, the liquid rises, reducing the volume of the gas in the measuring chamber and increasing the pressure in it. Upon reaching a predetermined pressure value, the contacts 13 open and the control unit 11 switches off the time meter 12. At the same time, the control unit turns on the electromagnet 10 for compressing the bellows 9. The gas pressure in the working volume of the device increases and the membrane of the measuring transducer 3 shifts towards the compensation chamber 5, closes the contacts 14. The control unit 11 again switches on the time meter. The fluid under the action of the pneumatic impulse is displaced from the measuring chamber 1 and the working volume of the device increases, and the gas pressure drops. When a predetermined pressure is reached, the contacts 14 open,

блок управлени отключает измеритель 12 времени и электромагнит 10, сильфон 9 раст гиваетс , увеличива рабочий объем устройства. Снова замыкаютс контакты 13, включаетс измеритель 12 времени и цикл измерени повтор етс . Скорость перемещени жидкости в измерительной камере, выполненной в виде калиброванной трубки , зависит от в зкости исследуемой жидкости и регистрируетс измерите-, лем 12.The control unit turns off the time meter 12 and the electromagnet 10, the bellows 9 is stretched, increasing the working volume of the device. The contacts 13 are closed again, the time meter 12 is turned on and the measurement cycle is repeated. The speed of movement of the fluid in the measuring chamber, made in the form of a calibrated tube, depends on the viscosity of the test fluid and is measured by measuring - Lem 12.

Посто нство разности давлений действующих на столб жидкости, пере щаемой в измерительной камере 1, достигаетс с помощью приспособлени дл стабилизации границы раздела газисследуема среда. При изменении этой разности,например вследствие изменени давлени над поверхностью исследуемой жидкости, температуры газа в рабочем объеме, утечек газа и т.д., срабатывает реле б давлени , включа клапан 7 дл подачи давлени газа от источника или клапан 8 дл выпуска его в атмосферу. В результате, благодар св зи компенсационной камеры с измерительной через дроссе,ль, в последней устанавливаетс заданное давление.The pressure difference acting on the column of fluid transferred in the measuring chamber 1 is achieved by means of a device for stabilizing the gas-traceable interface. When this difference changes, for example due to a change in pressure above the surface of the test liquid, gas temperature in the working volume, gas leaks, etc., the pressure switch b is activated, turning on the valve 7 for supplying gas pressure from the source or the valve 8 for releasing it into the atmosphere . As a result, due to the connection of the compensation chamber with the measuring chamber through the drosse, if the latter establishes a predetermined pressure.

При установке дроссел 4 в погруженной части измерительной камеры 1 ОН одновременно с функцией выравнивани давлений в камерах измерительного преобразовател 3 выполн ет роль термокомпенсатора в зкости. Так как дроссель погружен в жидкость, изменение ее температуры приводит к изменению температуры газа, протекающего через дроссель, и его в зкости. В свою очередь изменение в зкости газа сказываетс на расходе его через дроссель, а следовательно, скорости изменени давлени его в измерительной камере. Так, при увеличении температуры исследуемой жидкости уменьшаетс ее в зкость и увеличиваетс в зкость газа. В результате уменьшени в зкости жидкости возрастает скорость ее перемещени в измерительной камере и соответственно возрастает скорость изменени давлени газа. А в результате увеличени в зкости газа уменьшаетс его расход через дроссель и снижаетс скорость изменени давлени в измерительной камере. Аналогична термокомпенсаци в зкости происходит при уменьшении температуры. При правильно подобранном сопротивлении дроссел составл юща скорости изменени давлени газа в измеритель ной камере, обусловленна вли нием температуры, может быть скомпенсирована с достаточной точностью.When throttles 4 are installed in the submerged part of the measuring chamber 1 OH simultaneously with the function of pressure equalization in the chambers of the measuring converter 3, it plays the role of a viscosity thermal compensator. Since the choke is immersed in a liquid, a change in its temperature leads to a change in the temperature of the gas flowing through the choke and its viscosity. In turn, a change in the viscosity of a gas affects its flow through the throttle, and consequently, the rate of change of its pressure in the measuring chamber. Thus, as the temperature of the test liquid increases, its viscosity decreases and the viscosity of the gas increases. As a result of a decrease in the viscosity of a fluid, the speed of its movement in the measuring chamber increases and, accordingly, the rate of change of gas pressure increases. As a result of an increase in the viscosity of the gas, its flow through the throttle decreases and the rate of pressure change in the measuring chamber decreases. Similar viscosity temperature compensation occurs with decreasing temperature. With a properly selected resistance of the throttles, the component of the rate of change of gas pressure in the measuring chamber, due to the effect of temperature, can be compensated with sufficient accuracy.

Предлагаемое устройство дл измерени в зкости отличаетс от известных простотой конструкции, надежностью в работе и может быть использовано дл промышленных измерений приThe proposed device for measuring viscosity differs from those known for its simplicity of design, reliability in operation and can be used for industrial measurements with

контроле агрессивных сред, высокотемпературных расплавов, при работе во взрывоопасных услови х.control of aggressive media, high-temperature melts, when operating in explosive environments.

Claims

1. The patent of the USA 3782173, cl. With 01 N 11/00, 1974.

2. USSR author's certificate No. 594432, cl. 01 OI / OO, 1976 (prototype).