ВИБРАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

Полезная модель относится к технике измерения и контроля вязкости, а более конкретно к вибрационным приборам, служащим для изучения реологических свойств маловязких жидкостей, таких как кровь, спирты, растительных и некоторых индустриальных масел и др. и может найти применение в химической, автомобильной промышленности, медицине и прочих отраслях.
Известно устройство для определения вязкости жидкости с различными реологическими свойствами благодаря возможности изменения момента инерции маятника посредством дополнительных грузов при постоянном рабочем теле [1].
Недостатком данного вискозиметра является громоздкость, сложность в обслуживании и настройки прибора, потеря энергии в механических узлах, а также большой объем требуемой для измерения жидкости.
Известен также колебательный вискозиметр непрерывного действия [2]. Устройство относится к области электрических измерений неэлектрических величин и предназначено для контроля некоторых химико-технологичеких процессов.
Недостатком прибора являются восприимчивость к электрическим помехам, нелинейность, значительный гистерезис, низкая чувствительность при существенной погрешности, малое быстродействие, довольно низкий порог усталости.
Предлагаемый вибрационный вискозиметр является устройством для оценки вязкости жидких сред и по своему принципу действия относится к группе приборов, у которых время и амплитуда перемещения в среде подвижного элемента - зонда или период его колебаний при фиксированном уровне вынуждающего усилия однозначно зависит от вязко-упругих свойств среды.
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции измерительного прибора, автоматизация измерений, повышение чувствительности, достижение высокого быстродействия, возможность расширения сферы использования.
Сущностью предлагаемой полезной модели является то, что внутри рабочего органа находится микроэлектродвигатель с дебалансной массой, а на самом рабочем органе установлен чувствительный датчик ускорения и дополнительно введена система сбора и обработки информации, представленная датчиком ускорения, микроконтроллером и жидкокристаллическим индикатором либо модулем L-Card E14-440 и персональным компьютером.
На фиг.1 приведена схема предлагаемого прибора, а на фиг.2 - вибрационный вискозиметр.
Вибрационный вискозиметр состоит из следующих элементов: элемента питания 1, корпуса 2, колебательного звена (зонда) 3, систему сбора и обработки информации.
Зонд 3 закреплен фиксатором 8 и шарнирным звеном 5. Шарнирное звено 5 на схеме (см. фиг.1) представлено упругим элементом 13 и уголками-закрепителями 11 (см. фиг.2). Крепление уголков осуществляется болтами 12. Фиксатор 8 плотно прижимается к торцу средней части корпуса рифленым кольцом 14. Зонд 3 представляет собой полую цилиндрическую стеклянную трубочку, погружаемую в сосуд с исследуемой жидкостью 24 (фиг.1), запаянную с одного конца, а с другого плотно закрытую крышкой и через упругое звено 13 шарнирно связан с фиксатором 8. Внутри трубочки вблизи запаянного конца расположен микроэлектродвигатель постоянного тока 6 с неуравновешенной массой на роторе 7. Средняя часть корпуса представлена двумя пластмассовыми боковинами 16, с одной стороны которых находится монтажная плата 25 с микроконтроллером 19. зафиксированная винтами 20, с микроконтроллером и другими электротехническими компонентами, а с другой - жидкокристаллический индикатор 18. Задняя крышка 22 корпуса стыкуется посадкой с натягом со средней частью 16 и окончательно закрепляется винтами 15.
Структура системы сбора и обработки информации представлена датчиком ускорения 4, микроконтроллером 19 и ЖКИ-индикатором 18 вискозиметра, а также аналого-цифровым преобразователем Е-Сага Е 14-440 10 и персональным компьютером 9. Линии передачи информации включают проводку 23 и ответную часть 21 к модулю сбора и обработки информации.
∂
Вибрационный вискозиметр работает следующим образом. На клеммы микроэлектродвигателя 6 в колебательном зонде 3 при помощи переключателя 17 подается напряжение питания. Эксцентрик 7 начинает вращаться с некоторой угловой скоростью ω. Вращение эксцентрика 7
приводит к инерционному возбуждению колебаний зонда 3 в вертикальной плоскости относительно шарнира 5. На зонде 3 установлен датчик ускорения 4. Датчик 4 покрыт влагозащищенным лаком для предотвращения попадания среды на логическую схему. Информация об ускорении колеблющегося зонда 3 поступает на порт интегрированного микроконтроллера 19 либо параллельно на аналого-цифровой преобразователь 10 (L-Card E 14-440) и затем на персональный компьютер (ПК) 9.
По уровню изменения амплитуды сигнала можно судить о таком параметре как вязкость. Измеренная максимальная амплитуда сравнивается с эталонными калибровочными точками и пересчитывается в абсолютные единицы вязкости. Информация выводится на экран ЖКИ-индикатора 18. Прибор позволяет проводить измерения в автоматическом режиме.
Список использованных источников
1. Авторское свидетельство СССР №721704, Кл. G01N 11/16, 1980.
2. Авторское свидетельство СССР №811105, Кл. G01N 11/16, 1981.