SU898295A2 - Вискозиметр - Google Patents

Description

(54) ВИСКОЗИМЕТР

Изобретение относитс  к вискози- метрам, основанным на апериодическом движении тела в среде, используемым в приборостроительной, химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности дл  лабораторного и промышленного определени  физикомеханических характеристик сред, наход щихс  при высоких температурах и давлени х и  вл етс  усовершенство ванием известного устройства 1.

Но основному авт. св. № 649981 известен вискозиметр, содержащий измерительный преобразователь и электронную схему.

Измерительный преобразователь содержит герметичный корпус, расположенные в нем катушки возбуждени ,зау крепленные на удлиненных магнитопро-. водах, кронштейн, герметично выведенный из корпуса, на конце которого в исследуемой среде помещены два пьезоэлектрических излучател  и два приемных аьезопреооразовател , измь рительный зонд с размещенным в нем магнитным и прикрепленным к нему акустическим экраном. Электронна  схема вискозиметра содержит триггер управлени , источник питани , коммутатор , усилители-Детекторы, измеритель временных интервалов, генератор , который совместно с пьезоэлектрическими излучател ми, приемными

пьезопреобразЪвател ми и акутичесКИМ экраном, образует акустические регистрирующие преобразователи.

Принцип работы вискозиметра заключаетс  в измерении времени ме аду

. моментами реверсировани  движени 

измерительного зонда, т.е. между MOfментами полного экранировани  акустического сигнала акустическим экраном при вхождении в зазор между пьезоэлектрическими излучател ми и приемными пьезопреобразовател ми.

Акустический сигнал, прошедший через среду, используетс  в известном вискозиметре лишь дл  управлени  реверсировани  движени  измерительного

20 зонда и такие акустические характеристики среды, как скорость распространени  и коэффициент поглощени  звука , несущие ценную информацию о структурных особенност х контролируемой

25 среды, не измер ютс . Мендау тем при оценке качественных характеристик ,, выпускаемого продукта, необходимо одновременно измер ть в зкость, скорость распространени  и коэффициент

30 поглощени  звука в среде..

Например, при определении такой качественной характеристики,как средний молекул рный вес полимера, необходимо в одних случа х одновременно измер ть в зкость и концентрацию полимера , а в других случа х - в зкость на двух скорост х деформировани  контролируемой среды. И в тех и в других случа х измерение выше указанных физ ико-механических характеристик среды обеспечивает определение среднего молекул рного веса полимера.

Целью изобретени   вл етс  увеличение числа одновременно контролируемых параметров, а именно обеспечение одновременного измерени  в зкости, скорости распространени  и коэффициента поглощени  акустических колебаний .

Это достигаетс  тем, что в известном вискозиметре рассто ние между пьезоэлектрическим излучателем и приемным пьезопреобразователем выполнено не равным, а электронна  схема дополнительно снабжена измерительным блоком , содержащим измеритель временных интервалов, распределитель, схему совпадени , измерительный триггер и генератор экспоненциального напр жени , причем выход генератора экспоненциального напр жени  соединен с одним из входов схемы совпадени , два других входа которой подключены к выходам усилителей-детонаторов, а выход соединен с первым входом распределител , выход которого подключен к измерителю временных интервалов , а два других входа соединены, соответсвенно, с одним из выходов триггера управлени , и выходом измерительного триггера, при этом первый вход измерительного триггера соединен с выходом приемного преобразовател , а второй.- с выходом генератора .

Все это обеспечивает автоматическое измерение в зкости, скорости распространени  и коэффициента поглощени  акустического сигнала в контролируемой среде с использ.ованием одного измерител  временных интервалов.

На чертеже изображены: а - функциональна  схема вискозиметра; б - расположение пьезоэлектрических излучателей и приемных пьезопреобразователей относительно измерительного зонда и акустического экрана.

Вискозиметр содержит измерительный преобразователь и электронную .

Измерительный преобразователь включает герметичный корпус Г, катушки возбуждени  2 , удлиненные магнитопроводы 3, кронштейн 4 с двум  пьезоэлектрическими излучател ми 5 и 5 и приемными пьезопреобразовател ми б, две камневые опоры 7, измерительный зонд 8 с прикрепленным к нему акустическим экраном 9.

Электронна  схема содержит источ . ник питани  10, нагрузкой которого  вл ютс  катушки возбуждени  2, подключенный к его выходу коммутатор 11, управл ющие входы которого подс ключены к выходам триггера управлени  12. Управл ющие входы триггера соединены с акустическими регистрирующими преобразовател ми, представл ющие собой генератор 13, на вьаход

Q которого подключены два пьезоэлектрических излучател  5 и 5 , акустически св занные с двум  приемными пьезопреобразовател ми б через усилителидетекторы 14 и 15, измеритель временных интервалов 16. Измерительный

5 блок содержит распределитель 17, один из трех входов которого подсоединен к плечу триггера управлени  12, схему совпадени  18, два из трех входов которой соединены с выходами уси0 лителей-детекторов 14 и , измерительный триггер 19,один из входов которого соединен с выходом одного из приемных пьезопреобразователей, а второй - с выходом генератора 13,

5 генератор экспоненциального напр жени  20.

Вискозиметр работает следующим образом.

При нахождении измерительного зонда 8 в одном из крайних положений, например, в правом, фиксируемом левым регистрирующим преобразователем, правое плечо триггера управлени  12 закрыто в ток источника питани  10,/

c через коммутатор 11 запитывает катушку возбуждени  2, преобразующую этот ток в усилие, заставл ющее измерительный зонд вращатьс  против часовой стрелки (магнит цилиндра движетс  в сторону левого электромагнита). При подходе зонда 8 в крайнее левое положение, фиксируемое правым регистрирующим преобразователем , сигнал с последнего вновь перебрасываетс  на триггер управлени 

5 12 и ток источника питани  10 поступает на левую катушку возбуждени  2, после чего цикл повтор етс .

Работа акустических регистрирующих преобразователейпроисходит сле0- дующим образом.

Генератор 13 вырабатывает синусоидальное или импульсное напр жение, которое поступает на два пьезоэлектрических излучател  5 и 5 , наход щихс  в исследуемой среде возле измерительного зонда 8. Энерги  электрического сигнала преобразуетс  излучател ми 5 и 5 в механические колебани , которые распростран  сь по

0 исследуемой среде, достигают приемных пьезопреобразователей 6, где преобразуютс  снова в электрические колебани , поступающие на усилители-де-текторы 14 и 15 дл  усилени  и детектировани .

При достижении измерительным зондом одного из крайних положений (например , левого) акустический путь Е-( от правого пьезоэлектрического излучател  5 к приемному пьезопреобразователю 6 экранируетс  акустичесКИМ экраном 9, что приводит к исчезновению сигнала на приемном преобразователе , а следовательно - на выходе усилител -детектора 15. Правое плечо триггера управлени  открываетс , запитьшаетс  права  катушка 2 и измерительный зонд движетс  в правое крайнее положение, при достижени которого экранируетс  акустический . путь 2 от левого пьезоэлектрического излучател  Б к приемному пьезопреобразователю б, что приводит к исчезновению сигнала на выходе усилител  детектора 14 и открытию левого плеча триггера управлени . При этом, направление движени  измерительного зонда реверсируетс .

Изменение скорости распространени  .и коэффициента поглощени  акустических колебаний происходит при помощи измерительного блока путем преобразовател  величин значений указанных параметров в пропорциональные им временные интервалы.

Измерение коэффициента поглощени  происходит следующим образом

Посто нные напр жени -усилителейдетекторов 14 и 15 равные амплитудным значени м сигналов, прошедших разные акустические пути К и К,-подаютс  на два входа схемы совпадеки  18.

На третий вход схемы совпадени  подаетс  эталонное экспотенциальное напр жение с генератора экспотенциального напр жени  20. В момент равенства экспотенциального. напр жеНИН каждому из посто нных напр жений на выходе схемы совпадени  18 вырабатБшаютс  короткие импульсы, временный интервал между которыми пропорционален коэффициенту поглощени  акустических колебаний. Эти импульсы через распределитель 17 подаютс  на измеритель временных интервалов 16. Скорость распространени  акустических колебаний определ етс  путем измерени  времени прохождени  акустического сигнала от пьезоэлектрического излучател  5 к приемному пьезо преобразователю б (путьб).

I

Сигнал с выхода приемного пр,еобразовател  б поступает на один из вхдов измерительного триггера 19, а сигнал с выхода генератора 13 - на второй вход. Таким образом, на выходе измерительного триггера 19 вырабатываетс  импульс , длительность которого равна времени распространени  акустического импульса по акустическ |му пути f. Этот импульс после дифференцировани  через распредели-

тель 17 поступает на измеритель временных интервалов 16. На третий вход распределител  17 поступает импульс с триггера управлени  12, длительность которого равна времени перемещени  измерительного зонда 8 из одного крайнего положени  в другое. Это врем  также измер етс  измерителем временных интервалов 16. Распределитель 17 осуществл ет временное разделение измерени  и индикации временных интервалов, пропорциональных в зкости, скорости распространени  и коэффициента поглощени  акустического сигнала.

Измерение и индикаци  указанных параметров осуществл етс  в последовательные промежутки времени, величина которых выбираетс  в зависимости от диапазона измер емых в зкостей , т.е. от максимального и минимального времени перемещени  измерительного зонда из одного положени  в другое.

Таким образом, выполнение рассто ний ( баз ) пьезоэлектрическими излучател ми и приемными пьезопреобразовател ми разное,а также применение измерительного блока отличает предлагаемый вискозиметр от известного, так как позвол ет помимо измерени  в зкости измер ть также такие структурочувствительные характеристики среды, как скорость распространени  и коэффициент поглощени  акустических колебаний. Разница между величинами баз выбираетс  из конструктивных возможностей по принципу - чем больше эта разница, тем выше точность измерений.

Это позвол ет значительно повысить качество промышленного контрол  продуктов в процессе их производства . Внедрение данного вискозимет ра позвол ет решить проблему автоматического измерени  среднего молекул рного веса в процессе производства полимеров.

Технико-экономический эффект от внедрени  вискозиметра заключаетс  в повышении качества выпускаемого продукта и в повьлиении производительности труда.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 649987, кл, G 01 N 11/16, .