Капиллярный вискозиметр, с падающим телом, ротационный вискозиметр
В технологических процессах многих отраслей промышленности важным показателем качества является вязкость жидких веществ. Вязкость жидкостей измеряется вискозиметрами.
Типы вискозиметров
По методам измерения вискозиметры можно разделить на следующие:
- капиллярные (измерение перепада давления на капилляре, через который пропускается жидкость с постоянным расходом);
- ротационные (измерение усилия, возникающего при вращении твердого тела в жидкости);
- с падающим телом (измерение времени падения твердого тела в слое жидкости заданной высоты);
- вибрационные (измерение скорости затухания упругих колебаний пластины в исследуемой жидкости).
Рис. 8.44. Методы и средства измерения вязкости жидких тел: а - схема капиллярного вискозиметра (1 - точка отбора пробы; 2 - насос; 3 - змеевик; 4 - электродвигатель; 5 - регулятор расхода; б - капилляр; 7 - дифференциальный манометр; 8 - вторичный прибор; 9 - термостат; 10 - термометр; 11- регулятор; 12 - нагреватель; 13 - мешалка); б- схема ротационного вискозиметра (/ - точка отбора пробы; 2 - насос; 3 - электродвигатель; 4 - измерительный блок; 5 - показывающее устройство; 6 - рабочая камера; 7 - ротор; 8 - термочувствительный элемент; 9 - термостат; 10 - регулятор; 11 - нагреватель; 12- мешалка; 13 - змеевик); в - схема автоматического вискозиметра с падающим телом U и 9 - катушка; 2 - насос; 3 и 8 - ограничивающая сетка; 4 - вторичный прибор; 5 -релейный блок; 6 - усилитель; 7 - шарик; 10 - мерная трубка; 11 - резервуар)
Капиллярный вискозиметр
Схема капиллярного вискозиметра представлена на рис. 8.44, а. Продукт от точки отбора пробы 1 подается насосом 2 через змеевик 3 и регулятор расхода 5 в капилляр б. Основные части прибора помещены в термостат 9 с мешалкой 13, обычно заполняемый маслом. Привод мешалки осуществляет электродвигатель 4. Температура в ванне поддерживается постоянной с помощью регулятора 11, управляющего нагревателем 12. Дифференциальный манометр 7 измеряет перепад давления на капилляре и осуществляет передачу показаний на вторичный прибор 8, градуированный в единицах вязкости.
Погрешность прибора определяется в основном точностью поддержания расхода и температуры исследуемой жидкости (изменение температуры на 1 °С может дать погрешность в 10%).
Капиллярные вискозиметры широко используются для анализа дистиллятных продуктов и масел в диапазоне вязкости до 0,12 м2/с (15° ВУ) при 150 °С. Погрешность таких приборов составляет 1...2% от измеряемого диапазона вязкости.
Ротационные вискозиметры
Ротационные вискозиметры различаются в зависимости от используемой формы вращающегося элемента и способа измерения крутящего момента. В качестве вращающегося элемента применяют пластины, цилиндры, лопасти, набор дисков и др.
Крутящий момент определяют следующими способами: силой тока, потребляемой электродвигателем привода вращающегося элемента; углом поворота уравновешивающей торсионной пружины; реактивным моментом вращения статора приводного электродвигателя.
На рис. 8.44, б изображена схема ротационного вискозиметра. Термочувствительный элемент 8 располагается непосредственно в рабочей камере 6. Измерительный блок 4 содержит узел привода ротора 7 и устройства для измерения крутящего момента и передачи показаний на показывающее устройство 5.
Вискозиметры с падающим телом
Схема одного из них представлена на рис. 8.44, в. Измерение проводится циклично. Подъем шарика 7 в исходное положение происходит за счет восходящего потока исследуемой жидкости, который создается шестеренчатым насосом 2. Проба жидкости отбирается насосом из резервуара 11 в мерную трубку 10. Шарик, находясь в нерабочем положении у нижней ограничивающей сетки 8, при включении насоса поднимается до верхней ограничивающей сетки 3. В момент касания шарика с сеткой 3 насос автоматически отключается и шарик падает в неподвижной среде исследуемой жидкости.
На мерную трубку 10, выполненную из немагнитного материала, установлены катушки 1 и 9, первичные и вторичные обмотки которых соединены по дифференциально-трансформаторной схеме. При прохождении шарика через катушки на входе контрольной схемы возникает сигнал разбаланса, который усиливается электронным усилителем 6. Автоматическое включение шестеренчатого насоса и отсчет времени падения шарика осуществляют релейным блоком 5 и вторичным прибором 4. Пределы измерения вискозиметра можно менять установкой различных расстояний между катушками и подбором размера шарика.
