Патент на изобретение №2241975

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

(57) Реферат:

Использование: в системах автоматического контроля и управления технологическими процессами. Сущность: устройство содержит струйную трубку, вход которой соединен через задатчик давления и манометр с линией питания сжатым воздухом, расположенную над поверхностью контролируемой жидкости, над углублением на поверхности жидкости, которое образуется от вытекающей из струйной трубки струи газа, расположен чувствительный элемент, выход которого соединен с входом измерительной схемы, выход которой подключен к входу блока управления, частотомер, причем на входе струйной трубки дополнительно установлен генератор пневматических импульсов управляемой частоты, вход которого соединен с блоком управления, а выход подключен к частотомеру. Технический результат – расширение области применения. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для бесконтактного пневматического измерения вязкости жидких сред, и может найти применение в системах автоматического контроля и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности.

Недостатком такого устройства является наличие контакта с контролируемой жидкостью.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является невозможность измерения высоковязких сред, для которых автоколебательное взаимодействие струи газа с жидкостью не является характерным. Кроме этого на стабильность возникающих автоколебаний поверхности углубления, образованного действием струи газа, влияет однородность контролируемой среды.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерений, а также расширение области применения.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что устройство для измерения вязкости, содержащее струйную трубку, вход которой соединен через задатчик давления и манометр с линией питания сжатым воздухом, расположенную над поверхностью контролируемой жидкости, над углублением на поверхности жидкости, которое образуется от вытекающей из струйной трубки струи газа, расположен чувствительный элемент, выход которого соединен с входом измерительной схемы, выход которой подключен к входу блока управления, частотомер, при этом на входе струйной трубки дополнительно установлен генератор пневматических импульсов управляемой частоты, вход которого соединен с блоком управления, а выход подключен к частотомеру.

На фиг.1 представлена схема устройства для измерения вязкости; на фиг.2 приведена амплитудно-частотная характеристика системы “струя газа – жидкость”.

Устройство для измерения вязкости состоит из струйной трубки 1, вход которой соединен с входом 2 пневматического генератора управляемой частоты 3, выход которого подключен к выходу задатчика 4 давления и манометру 5. На поверхности жидкости 6 от действия струи газа, вытекающей из струйной трубки 1, образуется углубление 7. Над углублением 7 расположен чувствительный элемент 8, выход которого соединен с входом измерительной схемы 9. Выход измерительной схемы 9 подключен к входу блока управления 10, выход которого соединен с входом 11 управления пневматического генератора управляемой частоты 3. Выход 2 генератора управляемой частоты 3 соединен с частотомером 12.

Устройство для измерения вязкости работает следующим образом.

Пуск измерительного устройства осуществляется путем подачи сжатого воздуха на вход. В начальный момент времени на выходе генератора управляемой частоты 3 формируется пневматический сигнал в виде струи, скорость газа в которой изменяется по гармоническому закону с минимальной частотой f_min. Струя газа выходит из струйной трубки 1 и набегает на поверхность контролируемой жидкости 6, образуя на последней углубление 7. Объем углубления 7 в начальный момент времени изменяется от V₇=0 до V₇=V_min.

Изменение объема углубления 7 воспринимается чувствительным элементом 8, на его выходе при этом формируется сигнал, огибающая которого пропорциональна этому изменению. Высокочастотное напряжение, модулированное по амплитуде по закону изменения объема углубления 7, поступает на вход измерительной схемы 9. На выходе измерительной схемы выделяется низкочастотная огибающая высокочастотного входного напряжения.

Низкочастотный сигнал поступает на вход блока управления 10, который вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на вход 11 генератора управляемой частоты 3, под действием которого производится увеличение частоты колебаний скорости газа в струе.

Увеличение частоты до некоторого значения f₁ не приводит к изменению амплитуды колебаний поверхности углубления 7. Как только частота колебаний газовой струи на выходе генератора 3 станет больше некоторого значения f₁ (фиг.2), амплитуда A_m колебаний поверхности углубления 7 начнет уменьшаться и при частоте f₂ станет минимальной, т.е. А_m 0.

Блок управления 10 формирует сигнал U₁₀=1 при условии, что амплитуда колебаний поверхности углубления 7 больше или равна заданной амплитуде колебаний А_m А_{m зад}. При достижении заданного значения A_{m зад} формируется U₁₀=0, и изменение частоты колебаний газового потока прекращается. Частотомером 12 измеряется частота f при которой A_m=A_{m зад}.

Предложенное устройство для измерения вязкости жидких сред позволяет обеспечить высоконадежный бесконтактный контроль высоковязких сред.

Формула изобретения

Устройство для измерения вязкости, содержащее струйную трубку, вход которой соединен через задатчик давления и манометр с линией питания сжатым воздухом, расположенную над поверхностью контролируемой жидкости, над углублением на поверхности жидкости, которое образуется от вытекающей из струйной трубки струи газа, расположен чувствительный элемент, выход которого соединен с входом измерительной схемы, выход которой подключен к входу блока управления, частотомер, отличающееся тем, что на входе струйной трубки дополнительно установлен генератор пневматических импульсов управляемой частоты, вход которого соединен с блоком управления, а выход подключен к частотомеру.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Извещение опубликовано: 27.10.2006 БИ: 30/2006