УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения вязкости веществ с помощью вискозиметров с падающим в исследуемой среде шариком и может быть использовано для измерения вязкости различных жидкообразных веществ.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения вязкости материала, включающее основание, стойку с закрепленной на ней внешней стеклянной цилиндрической трубкой и находящейся в ней внутренней стеклянной цилиндрической трубкой с нанесенными на ее поверхность контрольными рисками, в местах расположения которых на внешней поверхности внутренней стеклянной трубки прибора установлены 2-а датчика индуктивного типа, которые выдают электрический сигнал на блок измерения времени. Конструкция закреплена на основании под углом 10° к плоскости горизонта. В комплект устройства входит набор измерительных шариков [Патент РФ на полезную модель №66050 G01N 11/00 Устройство для измерения вязкости материала].
Недостатком устройства является невозможность регулирования чувствительности устройства и определения степени влияния физических свойств исследуемых сред на чувствительность измерительного устройства для измерения вязкости.
Техническая задача полезной модели - повышение точности измерения и расширение возможностей применения устройства для измерения вязкости материала.
Техническая задача полезной модели достигается тем, что в устройстве для измерения вязкости материала, включающем основание, стойку с закрепленной на ней внешней стеклянной цилиндрической трубкой и находящейся в ней внутренней стеклянной цилиндрической трубкой с нанесенными на ее поверхность контрольными рисками, в местах расположения которых на внешней поверхности внутренней стеклянной трубки прибора установлены два датчика, выдающие электрический сигнал на блок измерения времени, новым является то, что в качестве датчиков используют комбинированные датчики индуктивно-поляризационного типа, а блок измерения времени дополнительно снабжен аналоговым датчиком измерения величины индуктивности и регулятором ее величины.
Технический результат полезной модели заключается в повышении точности измерения величины вязкости материала и расширении возможностей применения устройства.
На фиг.1 представлен общий вид устройства для измерения вязкости материала, на фиг.2 - внутренняя цилиндрическая трубка с измерительной системой в разрезе.
Устройство для измерения вязкости материала включает в себя основание 1, стойку 2 с закрепленной на ней внешней стеклянной цилиндрической трубкой 3 со штуцерами 9 для подачи теплоносителя с целью термостатирования измерительной системы, в которой установлена внутренняя стеклянная цилиндрическая трубка 4 с нанесенными на ее поверхность контрольными рисками 7 и металлического шарика 8, причем на ее внешней поверхности в местах расположения контрольных рисок установлены 2 комбинированных датчика индуктивно-поляризационного типа 5, выдающие сигнал на блок измерения времени. Комбинированные датчики индуктивно-поляризационного типа 5 подключены к блоку измерения времени 6, который имеет аналоговый датчик величины индуктивности и ее регулятор.
Устройство для измерения вязкости материала работает следующим образом.
Внутреннюю чистую, просушенную стеклянную трубку 4 устройства для измерения вязкости материала заполняют исследуемой жидкостью, помещают внутрь нее металлический шарик. Внешнюю стеклянную трубку 3 подключают к термостату (не показан) и проводят термостатирование системы. Включают блок измерения времени 6. При включенном блоке измерения времени 6 и 2-х датчиках индуктивно-поляризационного типа 5 в термостатированном устройстве для измерения вязкости материала проводят корректировку чувствительности устройства посредством изменения величины индуктивности датчиков 5. Измерения вязкости материала проводят, поворачивая устройство в вертикальной плоскости на угол 180°, при этом металлический шарик под действием силы тяжести движется в нижнюю часть устройства, проходя области датчиков индуктивно-поляризационного типа 5. В датчиках индуктивно-поляризационного типа 5 при прохождении через их внутреннее магнитное поле металлического шарика 8 возникает изменяющийся по величине электрический сигнал, который производит включение и выключение (соответственно) блока измерения времени 6, а также позволяет определить величину возникающего электрического сигнала и его изменение при прохождении металлическим шариком области датчика индуктивно-поляризационного типа 5. По полученной в результате измерения величине времени прохождения металлическим шариком контрольного стандартного расстояния между датчиками индуктивного типа осуществляют расчет вязкости материала при данных условиях исследования - температуре t, °C по стандартной расчетной формуле:
1
2
η=τ·(ρ-ρ)·K,
где η - динамическая вязкость, Па·с;
τ· - время падения металлического шарика, с;
1
ρ - плотность металлического шарика, ;
2
ρ - плотность жидкости при температуре измерения, ;
K - константа металлического шарика, .
По величинам электрического сигнала и его изменения при прохождении металлического шарика областей датчиков индуктивно-поляризационного типа определяют относительные физико-технические характеристики исследуемого вещества.
Устройство для измерения вязкости материала обладает следующими преимуществами по сравнению с прототипом:
- позволяет повысить точность измерения величины интервала времени прохождения металлическим шариком расстояния между контрольными рисками прибора вне зависимости от величины вязкости исследуемой жидкости;
- позволяет определять по величинам электрического сигнала и его изменения (при прохождении металлического шарика области датчика индуктивно-поляризационного типа) относительные физико-технические характеристики исследуемого вещества и их изменение в технологическом процессе (сегментация и полярность);
- устройство для измерения вязкости материала работает в автономно-автоматическом режиме измерения интервала времени прохождения металлического шарика стандартного расстояния между контрольными рисками прибора;
- в устройстве для измерения вязкости материала исключаются погрешности, обусловленные наличием возможных ошибок, связанных с визуальной фиксацией интервала времени начала и окончания прохождения металлическим шариком в исследуемой среде стандартного расстояния между контрольными рисками.