SU1157406A1 - Способ градуировки вискозиметров - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ВИСКОЗИМЕТРОВ со взаимно перемещающимис  измерительными элементами, основанHt на использовании образцовой жидкости , отличающийс  тем, что, с целые расширени  диапазона градуировки, образцовую жидкость п ещают в сосуд с калиброванньм отверстием, содержавши кинематически св занный с подвижньм измерительньм элементом градуируемого вискозиметра подви:1сный элемент, измен 101 й объем сосуд и вьшолненнь в виде цилиндра с порщнем, измер ют расход жидкости, вытекающей из сосуда через калиброванное отверстие , и ito его значенио наход т значение коэффициента в зкости, наносимое на шкалу.

Description

о

ел

4

О.

э:

ue.i

Изобретение относитс  к технике измерени  в зких свойств материалов и может использоватьс  при градуировке вискозиметров, предназначенных дл  Исследовани  высоков эких веществ.

Известен способ градуировки вискоэиметрой , основанный на создании гидравлического сопротивлени  образцовой жидкости.

Согласно этому способу на градуируемом вискозиметре при режимах, соответствующих режимах нагружени  или деформировани  в зких веществ, деформируют образцовую жидкость и по значеиию ее в зкости делают отметки на шкале вискозиметра 1.

Однако диапазон градуировки ограничен значени ми в зкости образцовых жидкостей, аттестованных по стандартизованным методикам. Поэтому способ не может быть использован дл  градуировки вискозиметров , предназначенных дл  испытани  жидкостей, в зкость которых пре вышает в зкость образцовых жидкосте

Известен также способ градуировки вискозиметров с взаимно перемещак 1Чимис  измерительными элементами , основанный на использовании образцовой жидкости. Согласно этому способу образцовую жидкость помещают в зазор между элементами и деформируют при установленных режимах . По известному значеиию в зкост образцовой жидкости нанос т отметки на шкалу вискозиметра. По этому способу осуществл ют градуировку, например, ротационных вискоз 1метров . В качестве образцовых жидкоетей используют дистиллированную воду , касторовое масло, глицерин, трансформаторное масло, анилин и другие жидкости, коэффициент динамической в зкости которых находитс  в диапазоне 0,01-10 Па-с .2J ,

Недостатком известного способа  вл етс  то, что гидравлическое сопротивление образцовых ж щкостей, иепользуекаис при градуировке, на несколько пор дков ниже гидравлического сопротивлени  испытываемых с помощью этих приборов в зких вещест поэтому не обеспечиваетс  необходима  точность градуировки вискозимет ров и, следовательно, точность измерений . Это ведет к значительным погрешност м при определении оптимальных технологических режимов. Расширение диапазона градуировки Путем применени  образцовых жидкостей с более высокой в зкостью влечет за собой увеличение погрешностей , обусловленных нелинейной зависимостью между напр жением и скоростью де формации, а также пристенным скольжением как в образцовых вискозиметрах при аттестации жидкосТи , так и в градуируемом приборе .

Цель изобретени  - расширение диапазона градуировки вискозиметров

Указанна  цель достигаетс  тем, что при способе градуировки вискозиметров со взаимно перемещающимис  измерительными элементами, основанном на использовании образцовой жидкости, последнюю помещают в сосуд с калиброванным отверстием, содержащий кинематически св занньй с подвижным измерительньвч элементом градуируемого вискозиметра подвижньй элемент, измен ющий объем сосуда , и выполненный в виде цилиндра с поршнем, измер ют расход жидкости , вытекающей из сосуда через калиброванное отверстие, и по его значению наход т значение коэффициент в зкости, наносимое на шкалу.

Согласно предложенному способу образцовую жидкость при градуировке деформируют не в самом градуируемом вискозиметре, а в эталонном вискозиметре, кинематически св занном с градуируемым. Наличие кинематической св зи, а также выполнение условий, наложенных на скорость деформации образцовой жидкости и предаточное отношение св зи, обеспечивают получение на шкале прибора отметок, соответствующих значени м в зкости веществ, испытываемых на данном приборе, т.е. непосредственно в Диапазоне измерений градуируемого вискозиметра. Тем caNffiM расшир етс  диапазон градуировки.

Конструктивное исполнение эталоного вискозиметра и кинематической св зи может быть различным. В частности, способ может быть осуществлен с помощью известных эталоных вискозиметров, имеющих взаимно .перемещающиес  измерительные элементы (ротаищонных, сжимающих и т.п.), и известных схем кинемати3 ческой св зи (рычагов, зубчатых, цепных и ременных передач и т.п.). На фиг.1 изображена конструкци  устройства дл  градуировки ротационного вискозиметра, вариант; на фиг.2 - то же, с плоскопараллельньми плитами. Устройство содержит подвижный измерительньй элемент 1 градуируем го визкозиметра, неподвижный измерительный элемент 2 градуируемого вискозиметра, сосуд 3 переменного объема,подвижный элемент 4, измен ющий объем, вьтолненный в виде поршн , калиброванное отверстие Ь в сосуде 3. Пример 1. При градуировке ротационного вискозиметра по предложенному способу гидравлическое сопротивление образцовой жидкости, эквивалентное гидравлическому сопротивлению испытываемого в зкого вещества, создают в эталонном ротационном вискозиметре такого же ти па. Момент гидравлического сопротивлени  в рота1даонном вискозиметре типа цилиндр-цилиндр при испытании в зкого вещества равен -R М-4нПа е../ Н 8 где RH - радиус наружной поверхност ( неподвижного измерительно го элемента)i Rg - радиус внутренней поверхности (подвижного измерительного элемента); ( - длина Ш1пиндра J - динамический коэффициент в зкости испытываемого вещества, W - углова  скорость подвижно элемента. Момент гидравлического сопротийлени  образцовой жидкости в эталон ном ротационном вискозиметре того же типа также находитс  по (1), где параметры 1,иу,4 и Й„ и R заменены На динамический коэффициен в зкости образцовой жидкости А и на параметры эталонного вискозимет ра Шо,е, ;,(,, соответственно.Межд подвижнь ш измерительными элементам градуируемого и эталонного зискоаи метров осуществл етс  кинематическ св зь (например, с помощью ременной передачи) с передаточнь& отнощекием 6 , Тогда, приравнива  моменты гидравлического сопротивлени , действующие на подвижные элементы, и сопротивлени  градуируемого и образцового вискозиметров (пренебрега  в первом приближении моментом трени  в передаче, который дает систематическую Погрешность), получают следующую зависимость дл  коэффициента в зкости, воспроизводимого при градуировке: С Ч Н6 бО lo С помощью выражени  (2) подбирают параметры образцового вискозиметра (а, следовательно, и скорость деформации образцовой жидкости) и передаточное отношение i. При этом момент гидравлического сопротивлени , действуюиргй на подвижньй измерительный элемент градуируемого вискозиметра , равен моменту сопротивлени  испытьшаемого на нем в зкого вещества с коэффициентом в зкости г. На шксхлу градуируемого вискозиметра нанос т отметку, соответствующую коэффициенту в зкости Г, в то врем  как коэффициент в зкости образцовой жидкости Го. может быть на 1-2 пор дка меньше . Таким образом, расшир етс  диапазон градуировки вискозиметра . В процессе градуировки жидкость вытесн етс  из сосуда. Режим истечени  зависит от в зкости образцовой жидкости, размеров капилл ра и заданных параметров работы вискозиметра (например, от частоты вращени  подвижного элемента). Подбира  размеры капилл ра-, можно обеспечить такой режим истечени  образцовой жидкости, при котором воспроизводитс  заданное значение коэффициента в зкости Таким образом, примен   аттестованные жидкости с низкой в зкостью, можно производить градуировку вискозиметров в -области высоких значений в зкости . Пример 2. Градуировка ротационного вискозиметра типа цилиндрцилиндр (фиг.1). При вращении подвижного измерительного элемента градуируемого вискозиметра перемещаетс  подвижный элемент 4, измен ющий объем. При этом S сосуде 3 создаетс  давление , и образцова  жидкость вытекает через калиброванное отверстие

Объемный расход жидкости через калиброванное отверстие 5 св зан с перепаде давлени  формулой

де сЛ - коэффи1щент расхода, завис щий от в зкости образцовой жидкости и определ емый экспериментально, So - площадь отверсти ,

лр- перепад давлени 

р - плотность жидкости. При свободном истечении жидкости усилие, действующее на рейку, paJHo

F « P-S ,

где Р - давление на поршень (),

S - площадь поршн . Момент сил гидравлического сопротивлени  вращению подвижного цилиндра равен

М FR,

где R - радиус делительной окружности зубчатого венца. Таким образом, согласно формулам (3) и (5) момент гидравлического сопротивлени , воспринимаемый на валу подвижного измерительного элемента, зависит от размеров калиброванного отверсти , от площади

поршн  фона и от радиуса зубчатого венца. Варьиру  эти параметры, подбирают такие значени , что момент гидравлического сопротивлени  при деформировании образцовой жидкости равен моменту гидравлического сопротивлени  испытываемого в зкого вещества . Деформиру  жидкость при заданных установленных режимах, получают на шкале вискозиметра отметку соответствующую заданной в зкости испытываемого вещества.

Значение коэффициента в зкости, воспроизводимое устройством, может быть найдено по экспериментально построенной зависимости между моментом сил сопротивлени  и объемным расходом жидкости.

Применение предложенного способа градуировки позвол ет провести процесс градуировки вискозиметра в диапазоне значений в зкости, на 6 пор дков превьшающих значение в зкости образцовой жидкости, и соответственно повысить точность имерений , выполн емых с помощью вискозиметра.

Одновременно повьшаетс  производительность процесса аттестации вискозиметра: при поэлементной поверке приборов, вход щих в состав вискозиметра, на определение погрености измерени  затрачиваетс  до 6 ч, тогда как по предложенному способу только 0,5 ч.

/////////////// //////

F 1

Т

фиг 2

Claims (1)

1. СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ВИСКОЗИМЕТРОВ со взаимно перемещающимися измерительными элементами, основан- ный на использовании образцовой жидкости, отличающийся тем, что, с целы» расширения диапазона градуировки, образцовую жидкость помещают в сосуд с калиброванные отверстием, содержащий кинематически связанный с подвижным измерительные элементом градуируемого вискозиметра подвижный элемент, изменяющий объем сосудг и вьшолненный в виде цилиндра с поршнем, измеряют расход жидкости, вытекающей из сосуда через калиброванное отверстие, и по его значение находят значение коэффициента вязкости, наносимое на шкалу. 5

   SU.... 1157406 ί -