Результат выполнения научно-исследовательской работы.
Камертонный датчик вязкости может использоваться в исследовательских лабораториях, в медицине, для контроля технологических жидкостей, а также при разработке измерительных комплексов контроля реологического состояния метастабильных гелеобразующих составов, используемых в технологиях увеличения нефтеотдачи.
Техническим результатом является создание конструкции датчика вязкости, обеспечивающей возможность проведения измерений в открытом и в замкнутом объеме для контроля легколетучих и токсичных жидкостей.
Указанный технический результат достигается тем, что датчик вязкости содержит скобу камертона, которая имеет плоское основание и две ветви, электромеханические преобразователи, измерительные зонды и составную обечайку, разделенную непроницаемой для жидкости перегородкой на два объема, один из которых является измерительным.
Составная цилиндрическая обечайка разделена на два объема – измерительный объем и объем скобы камертона, закрытый крышкой с проводами. Между частями обечайки впаяна перегородка, толщиной 0,5 мм. В перегородке имеются два отверстия. Через них концы зондов из нержавеющей стали, расположенных в объеме сквозь шайбы толщиной 0,5 мм, диаметром 4 мм, заделаны в основание латунного камертона, в данном случае – с помощью резьбы. К ножкам камертона симметрично приклеены электромеханические преобразователи из керамики ЦТС-19, соединенные проводами со схемой управления. Измерительный объем может быть открыт или закрыт крышкой с штуцерами.
Для проведения измерений датчик включен в схему управления, которая создает симметричные механические колебания ветвей скобы на резонансной частоте (автогенератор). Для этого на один из электромеханических преобразователей от схемы поступает возбуждающее напряжение UF, а с другого на вход схемы поступает напряжение Uξ, пропорциональное амплитуде движения, значение которого схема поддерживает постоянным.
Регистрируют выходной электрический сигнал, пропорциональный текущему значению вызывающей движение силы.
Колебания ветвей камертона вызывают колебания зондов в измерительном объеме. При заполнении его жидкостью трение между ними и жидкостью производит дополнительное, по сравнению с потерями при движении на воздухе, рассеяние энергии.
Автогенератор схемы управления обеспечивает возбуждающее напряжение от 0 до 10 В резонансной частоты в диапазоне от 100 до 1000 Гц, которое изменяется пропорционально механической нагрузке и (ρη) 0,5, где ρ, η – плотность и вязкость окружающей пробное тело среды. Возбуждающему напряжению при не заполненном измерительном объеме (зонды в воздухе) соответствует 0 вязкости и плотности.
Измеряли выходное напряжение указанного датчика при заполнении измерительного объема органическими жидкостями с известными значениями вязкости и плотности при комнатной температуре. Измерительный объем может быть как открыт, так и закрыт крышкой, имеющей штуцеры для его заполнения.
Разработка защищена патентом РФ № RU 216574 U1.