УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКИХ СРЕД
DEVICE FOR ANALYSIS OF LIQUID MEDIUM VISCOSITY

Устройство относится к приборам для автоматического измерения вязкости жидкости, в частности к средствам для автоматического контроля в широком диапазоне температур и давлений параметров жидких сред, работающих в том или ином качестве в различных механизмах.
Как известно, для измерения вязкости жидкости методом падающего тела необходимо обеспечить следующие условия:
1. Ламинарность обтекания исследуемой жидкостью движущегося чувствительного элемента.
2. Четкость регистрации прохождения чувствительным элементом реперных сечений.
3. Обеспечение отсутствия динамических возмущений измеряемой среды, появляющихся при работе элементов автоматики (работа электрогидронасоса).
Эти условия накладывают определенные требования как к элементам устройства, так и к устройству прибора, измеряющего вязкость в целом. Требование работы устройства в автоматическом режиме обуславливает наличие в конструкции приспособления для обеспечения возвратно-поступательного перемещения подвижного чувствительного элемента в исследуемой среде.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является техническое решение по патенту РФ №2239813.
Известное устройство содержит измерительный цилиндр с торцевыми отверстиями, чувствительный элемент, расположенный в измерительном цилиндре, измерительный трубопровод, подключенный к торцевым отверстиям измерительного цилиндра, датчики положения и температуры, установленные по высоте измерительного цилиндра, программно-вычислительный блок, к которому подключены выходы датчиков положения и температуры, электрогидроклапан, установленный в измерительном трубопроводе и управляемый программно-вычислительным блоком, что позволяет автоматизировать процесс измерения, причем чувствительный элемент выполнен в виде цилиндра, имеющего коаксиальное отверстие относительно торцевых отверстий измерительного цилиндра. Выбранные параметры чувствительного элемента обеспечивают ламинарность обтекания исследуемой жидкости.
Недостатком известного технического решения является невозможность исключить влияние на результаты измерений динамических колебательных явлений в столбе измеряемой жидкости, отсекаемой электроклапаном в процессе измерения.
Техническим результатом заявляемого устройства является повышение точности измерения путем исключения влияния динамических явлений, возникающих в измеряемой среде при работе элементов автоматики.
Это достигается тем, что устройство для определения вязкости жидких сред, содержащее измерительный цилиндр с торцевыми отверстиями, подвижный чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндра с коаксиальным отверстием и расположенный в измерительном цилиндре, измерительный трубопровод, датчики положения и температуры, установленные по высоте измерительного цилиндра, программно-вычислительный блок, на входы которого подключены выходы датчиков положения и температуры, а к одному из выходов подключен блок индикации, а также связанный с измерительным трубопроводом управляемый электрогидроклапан, ОТЛИЧАЕТСЯ ТЕМ, что на торцевой верхней части измерительного цилиндра снаружи жестко установлен электромагнит с полым сердечником, гидравлически связанным с измерительным трубопроводом, причем нижняя часть полого сердечника конструктивно расположена во внутренней полости измерительного цилиндра соосно с чувствительным элементом, при этом электромагнит соединен с выходом программно-вычислительного блока, другой выход которого подключен к входу электрогидроклапана, установленного в нижней торцевой части измерительного цилиндра.
Суть заявляемого технического решения поясняется чертежом.
На чертеже изображена функциональная схема устройства для определения вязкости жидких сред.
Устройство содержит металлический измерительный цилиндр 1 с торцевыми отверстиями, подвижный чувствительный элемент 2, выполненный в виде металлического цилиндра с коаксиальным отверстием, измерительный трубопровод 3, индуктивные датчики положения 4 и 5 и температуры 6, которые установлены по высоте измерительного цилиндра 1.
На торцевой верхней части измерительного цилиндра 1 снаружи жестко установлен электромагнит 7 с полым сердечником, гидравлически связанным с измерительным трубопроводом 3. Нижняя часть полого сердечника электромагнита 7 конструктивно расположена во внутренней полости измерительного цилиндра 1 соосно с чувствительным элементом 2. В нижней торцевой части измерительного цилиндра 1 установлен управляемый электрогидроклапан 8, связанный с измерительным трубопроводом 3. Обработку сигналов датчиков 4 и 5 положения и датчика 6 температуры, а также управление электрогидроклапаном 8 и электромагнитом 7 осуществляет программно-вычислительный блок 9, к которому подключены вышеуказанные устройства 4, 5, 6, 7 и 8. Результаты измерения выводятся на информационное табло блока 10 индикации. В устройстве для определения вязкости жидких сред предусмотрены также насосный механизм 11 и сливной бак 12.
Устройство работает следующим образом.
Из напорной магистрали исследуемой жидкости часть потока через электрогидроклапан 8 направляется в измерительный цилиндр 1, поднимает подвижный чувствительный элемент 2 в крайнее верхнее положение, при этом подвижный чувствительный элемент 2 своей торцевой поверхностью упирается в торец полого сердечника электромагнита 7. Поток измеряемой жидкости через полый сердечник электромагнита 7 и измерительный трубопровод 3 отводится или на вход насосного механизма 11 или сливается в бак 12. При инициации процесса измерения программно-вычислительный блок 9 подает сигнал на закрытие электрогидроклапана 8 и сигнал определенной длительности на включение электромагнита 7, при этом чувствительный элемент 2 притягивается к сердечнику электромагнита 7. Электрогидроклапан 8 перекрывает поток жидкости через измерительный цилиндр 1, но подвижный чувствительный элемент 2 начнет движение к датчикам положения 4 и 5 только после снятия программно-вычислительным блоком 9 сигнала на включение электромагнита 7. Длительность этого сигнала определяется временем успокоения жидкой среды, находящейся в измерительном цилиндре 1. После снятия сигнала с электромагнита 7 подвижный чувствительный элемент 2 начинает движение вниз и, проходя мимо датчиков положения 4 и 5, формирует сигнал, пропорциональный вязкости, в блоке 9. Блок 9 формирует сигнал на отключение электрогидроклапана 8, после чего поток жидкости поднимает чувствительный элемент 2 в верхнее исходное положение, сохраняемое до следующего цикла измерения. Программно-вычислительный блок 9 обрабатывает информацию от датчиков положения 4 и 5, а также от датчика 6 температуры, после чего выводит значение текущей температуры и вязкости на информационное табло блока 10 индикации.
Исследования опытного образца устройства показали его надежную работу, повышение точности измерений за счет исключения влияния динамических возмущений измеряемой среды при работе элементов автоматики.