Ультразвуковой вискозиметр

Существует несколько типов ультразвуковых вискозиметров. Один из них, наиболее часто применяющийся, основан на принципе демпфирования. Если металлический стержень, помещенный в жидкость, коротким ударом заставить колебаться, то через некоторое время колебания затухнут. При этом скорость спадания амплитуды будет зависеть от вязкости среды. Чем больше вязкость, тем быстрее затухают колебания.

Ультразвуковой вискозиметр прост по устройству, малогабаритен, надежен в эксплуатации и обеспечивает достаточную точность измерения. Он состоит из трех основных узлов: датчика-зонда, электронного блока и соединительного кабеля.

Наиболее важный элемент прибора - датчик-зонд. Чувствительным элементом датчика служит плоская прямоугольная пластинка из ферромагнитного или пьезоэлектрического материала толщиной 0,2-0,4 миллиметра. Такие вискозиметры применяются в нефтяной промышленности.

Электронную часть вискозиметра можно сконструировать так, чтобы при уменьшении амплитуды ниже определенного уровня включался генератор, который будет вновь возбуждать резонансный стержень.

В зависимости от скорости затухания колебаний электронное счетное устройство вырабатывает напряжение, пропорциональное частоте включения возбуждающего генератора, а следовательно, и коэффициенту вязкости. Выработанное напряжение можно использовать для управления производственным процессом, и этим самым автоматически поддерживать необходимую вязкость вырабатываемого вещества.

Разработано несколько образцов отечественных приборов для практического применения.

Так, ультразвуковой вискозиметр ВУЗ-1Л предназначен для непрерывного измерения вязкости жидких веществ в лабораторных условиях.

Ультразвуковой вискозиметр ВАВ-3 используется при работе с высоковязкими материалами, например с полиамидной смолой. Для измерения абсолютного значения коэффициента поглощения ультразвука в жидких средах пригоден ультразвуковой измеритель поглощения УЗИП-З.

Сущность метода ультразвуковой вискозиметрии заключается в том, что в исследуемую среду погружают пластинку из магнито-стрикционного материала, называемую зондом вискозиметра на которую намотана катушка, в которой возникают короткие импульсы тока длительностью порядка 20±10 мксек, приводящие к возникновению колебаний.

В соответствии с законом сохранения, при колебаниях пластинки в катушке наводится ЭДС, которая убывает со скорростью, зависящей от вязкости среды. Затем, при падении ЭДС до определённого порогового значения, в катушку поступает новый импульс. Вискозиметр определяет вязкость среды по частоте следования импульсов.

Вискозиметры, действие которых основано на ультразвуковом методе вискозиметрии, нельзя отнести к классу вискозиметров с широким диапазоном измерений. К классу высокотемпературных вискозиметров их также нельзя отнести в силу величины относительной погрешности, возникающей при высокотемпературной вискозиметрии и свойств материалов прибора.

Ультразвуковые вискозиметры могут быть использованы для непрерывного контроля различных жидкостей в технологических потоках.

Ультразвуковой вискозиметрс температурной компенсацией ВТК-65 предназначен для автоматического определения вязкости жидкостей в нетермостатированных потоках.

Действие основано на измерении затухания свободных колебаний магнитострикционного вибратора датчика в зависимости от вязкости жидкости. Температура контролируемой среды 10 - 120°С.

Ультразвуковые вискозиметрыобычно предназначены для измерения динамической вязкости. Принцип действия вискозиметра основан на определении времени затухания ультразвуковых колебаний в испытываемой жидкости [5,6].

Статья в тему

Устройства контроля прозрачности жидкости
На сегодняшний день качество выпускаемой продукции выступает как важнейшая характеристика производства, которая определяет эффективность технологии и оборудования, структуру и организацию управления. Создание качества продукции осуществляется на стадиях всего производственного пр ...