Устройство для измерения вязкости жидкости

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к капиллярным автоматическим вискозиметрам свободного истечения. Целью изобретения является повышение точности измерения при одновременном расширении диапазона измерений вязкости за счет изменения частоты следования регистрируемых импульсов. Устройство для измерения вязкости жидкости, включающее измерительный сосуд с капиллярной трубкой, датчики верхнего и нижнего уровней жидкости и измеритель времени истечения, дополнительно снабжено вторым логическим элементом, промежуточным счетчиком импульсов, схемой совпадения и дешифратором, а генератор импульсов выполнен с перестраиваемой частотой следования импульсов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4385003/25-25 (22) 29,02.88 (46) 15.02.90. Бюл. Ф 6 (71) Алма †Атинск специальное кон-. структорско-технологическое бюро нестандартизированных радиоизотопных и других средств автоматизированных систем управления технологическими процессами легкой промышленности (72) JI.À.Áàñèí, H.È.×óìàê и А.Н,L ортомбаев (53) 532.137(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1267215, кл. G 01 N 11/08, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1038832, кл . G 01 N 11/08, 1983 . (54) УСТРО!!СТВО Д3!Я ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к измериИзобретения относится к измерительной технике, н частности к капиллярным автоматическим вискозиметрам свободного истечения.

Целью изобретения является повышение точности измерений при одновременном расширении диапазона измерений вязкости за счет изменения частоты следования регистрируемых импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения вязкости жидкости; на фиг. 2 — график зависимости времени истечения заданного объ-. ема жидкости через капилляр от ее вязкости.

Устройство для измерения вязкости содержит измерительный сосуд 1 с капиллярной трубкой 2, датчики верхнего 3 и нижнего 4 уровней жидкости, а

„„SU„» 1543296 А1 (51)5 G 01 N 11/06 тельной технике, в частности к капиллярным автоматическим вискоз иметрам свободного истечения. Цель изобретения является повышение точности измерения при одновременном расширении диапазона измерений вязкости за счет изменения частоты следования регистрируемых импульсов. Устройство для измерения вязкости жидкости, включающее измерительный сссуд с капиллярной трубкой, датчики верхнего и нижнего уровней жидкости и измеритель времени истечения, дополнительно снабжено вторым логическим элементом, промежуточным счетчиком импульсов, схемой совпадения и дешифратором, а генератор импульсов выполнен с перестраиваемой частотой следования импульсов.

2 ил. также генератор 5 импульсов, первый 6 и второй 7 элементы И, промежуточный счетчик 8 импульсов, схему 9 совпадения, счетчик 10 информационных сигналов с индикацией и дешифратор 11, входящие в блок 12 измерения времени истечения задания объема жидкости.

При этом выход генератора 5 соединен с,входами первого 6 и второго 7 элементов И, Выход первого элемента И 6 подключен к входу промежуточного счетчика 8, выходы которого подключены к входам схемы 9 совпадения, выход которой соединен с инверсным входом первого элемента И 6 и с третьим входом второго элемента И 7. Выход второго элемента И 7 соединен с входом счетчика 10 информационных сигналов с индикацией, выход которого через деши1543296 фратор 11 соединен с управляющим. входом генератора 5, а датчики верхнего 3 и нижнего 4 уровней жидкости подключены к второму входу соответственно пер- 5 ваго 6 и второго 7 элементов И.

Из графика на фиг.2 следует, что зависимость времени t истечения заданного объема жидкости через калиброванный капилляр от вязкости g жидкости представляет сложную функцию

t= t, +d(V)q, (1) где, — индивидуальная .константа вискозиметра, зависящая от конструкции и размеров измерительного сосуда;

c((V) — индивидуальный изменяющийся для каждого вискозиметра коэффициент, величина которого зависит как от конструкции 20 и размеров измерительного сосуда, так и от вязкости контролируемой жидкости, т.е. от некоторой переменной V.

Для определения вязкости жидкости 25

Ч по времени ее истечения t используется функция, обратная (1), т.е. = (Ч) (t-t.), 30 где y(V) = — --.

Поскольку t-=- то Э

W = g(V) (М-ы,) /К, (2) . 35 где f — частота генератора импульсов

М вЂ” число импульсов на выходе генератора импульсов, зарегистрированное за время t истечения заданного объема жид 40 кости — число импульсов на выходе гео нератора, соответствующее константе вискозиметра (N =

= о ) °

В зависимости от требуемой точности определения вязкости и ширины диапазона измерений выражение (2) можно аппроксимировать набором отрезков прямых (фиг. 2,а-в, в-с, с-д), в пределах которых коэффициент Г=- (Ч) может быть принят постоянным: (Ч)= при S, с <,((-<,); (3)

y(V)=y, при q (4 6q, (t„

Устройство для измерения вязкости жидкости работает следующим образом.

В процессе наладки вискозиметра при его изготовлении любым известным методом (например, по эталонным жидкостям или по жидкостям, вязкость которых определена с помощью эталонHblx вискозиметров) определяются индивидуальные постоянные вискозиметра и у, ....., у.. Постоянная t определяется путем аппроксимации зависимости t=t(g) для данного вискозиметра в первом подиапаэоне (фиг, 2, а-в). Перестраиваемый генератор 5 настраивается на набор фиксированных частот

,.= у, iu", (4) где п — номер разряда, что соответствует заданию постоянных вискоэиметра ъ . .. в соответствии с разбиением диапазона измерений на поддиапазоны согласно требованию (3).

Выходы схемы 9 совпадения соединяют с теми выходами промежуточного счетчика 8, комбинация которых дает число Ы =t f „, и тем самым задают индивидуальную константу t . Дешифратор 11 настраивают так, что при состоянии счетчика 10 информационных сигналов с индикацией, соответствующем числу

N, на его выходе появляется управляющий частотой генератора импульсов сигнал

N l= .1; 10 где 1. — максимальное значение вязкости в i-м поддиазоне.

Запятую на табло счетчика 10 информационных сигналов устанавливают между и-м и (и+1)-м разрядами. После этого вискозиметр готов к работе. 1

Измерительный сосуд 1 заполняют контролируемой жидкостью так, чтобы ее уровень бып выше датчика 3 верхнего уровня, При этом промежуточный счет 8 и счетчик 10 устанавливаются на нуль, а генератор 5 устанавливается на частоту

Жидкость из измерительного сосуда 1 свободно вытекает через капиллярную трубку 2. Когда уровень жидкости в сосуде совпадает с плоскостью, в которой расположен датчик 3 верхнего уровня, сигнал с последнего поступает на вход первого элемента И 6, и с этого момента импульсы от генератора 5 начинают поступать на вход промежуточного счетчика 8. Как только промежуточный счетчик 8 зарегистрирует количество импульсов, равное

N, на его выходах появляется комбинация сигналов, в соответствии с кото-, рой на выходе схемы 9 совпадения поПромежуток времени (t-t ), в тече. ние которого счетчик 10 информационных сигналов с индикацией регистриру5 . ет импульсы от генератора 5 импульсов, можно представить в виде

= лТ„, где k =1,2,..., ; Q t — промежуток времени, в течение которого . фиксируются импульсы на частоте f .

Поскольку число импульсов N, зарегистрированное счетчиком 10 информационных сигналов с индикацией эа время Dt на частоте f> равно N1,=

N, то t-t =>--, g — у(V) (t-t )— gN, Тс

=7 ——

Так как согласно условию (4) у./f,,=10 " при любом 1, то на инфор20 мационном табло фиксируется число, соответствующее вязкости контролируе мой жидкости в системных единицах.

Использование изобретения позволяет упростить технологию изготовления

25 вискозиметров за счет снижения тре,бований к точности их изготовления, .расширить диапазон измерений с новышением точности измерений.

Формула изобретения устройство для измерения вязкости жидкости, содержащее измерительный сосуд с капиллярной трубкой в днище, датчики верхнего и нижнего уровней жидкости, поключенные к блоку измерения времени истечения заданного объема жидкости, содержащему генератор импульсов, первый элемент И и счетчик информационных сигналов с ин 0 дикацией, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения при одновременном расширении диапазона измерений вязкости эа счет-изменения частоты следования регистрируемых импульсов, блок измерения времени истечения заданного объема жидкости дополнительно содержит второй элемент И, промежуточный счетчик импульсов, схему совпадения

50 и дешифратор, выход генератора импульсов подключен к первым входам первого и второго элементов И, первый из которых подключен к входу промежуточного счетчика, а второй — к входу счетчика информационных сигналов, датчики верхнего и нижнего уровней жидкости подключены к второму входу соответственно первого и второго элементов И, выходы промежуточ5 15432 9б является управляющий сигнал, который поступает на входы элементов И 6 и 7, разрешая поступление импульсов с генератора 5 на вход счетчика 10 информационных сигналов и запрещая их поступление на вход промежуточного счетчика 8. Регистрация импульсов с генератора 5 счетчиком 10 информационных сигналов продолжается до тех пор, пока уровень жидкости в измерительном сосуде 1 не опустится до плоскости, в которой расположен датчик 4 нижнего уровня, запрещающий сигнал с которого поступает на второй элемент И 7.

Если время t истечения эаданногo объема жидкости из измерительного сосуда 1 меньше или равно времени соответствующего предельному значению вязкости 1 жидкости в первом поддиапазоне, в котором т= ., то генератор 5 импульсов в течение всего времени измерений работает на частоте f<. В этом случае за время t в счетчике 10 информационных сигналов регистрируется число импульсов, равное N-N,, где N— число импульсов на выходе генератора 5 . импульсов эа все время t истечения

lo жидкости, IIocKQJIbKv t=-- q t =-- q то согласно (2) 1 = у,(И No)/<,. Так как по условию (4) g, /, =10 на и формационном табло счетчика 1О инфор" мационных сигналов, где запятая установлена между и-м и (и+1)-м разряд щи фиксируется число, соответствующее вязкости контролируемой жидкости в системных единицах.

Если же время t истечения эаданного объема жидкости из измерительного сосуда 1 больше времени t, то в момент времени t когда в счетчик 10 информационных сигналов с индикацией поступает N импульсов, на выходе дешифратора 11 появляется сигнал, который поступает на управляющий вход генератора 5 импульсов. По этому сигналу генератор 5 импульсов перестраивается на частоту f . Затем, если время t истечения больше времени t<, соответствующего предельному значению вязкости жидкости во втором поддиапазоне, то в момент времени tq генератор 5 по команде дешифратора перестраивается на частоту Е . Аналогичным образом производится перестройка генератора 5 на частоты fq,f>, в моменты времени

1543296

g(v) Составитель Л. Талонина

Техред M. Ходанич Корректор t:.черни

Редактор И.Рыбченко

Заказ 396

Тираж 485

Подписн ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,:1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ного счетчика подключены к входам схемы совпадения, выход которой соединен с третьим входом первого элемента И и с третьим входом второго эле5 мента И, а выход счетчика информационных сигналов с индикацией соединен с управляющим входом генератора через . дешифратор.