14. Вибрационные вискозиметры.
На
тело, совершающее гармонические колебания
в вязкой среде, действует тормозящее
усилие
,
величина которого связана с вязкостью
среды соотношением:
где
константа, зависящая от частоты колебаний,
размеров и формы тела,
– плотность среды,
—
динамическая
вязкость.
В зависимости от частоты колебаний вибрационные вискозиметры можно разделить на два типа:
Низкочастотные вибрационные вискозиметры, работающие на частоте до 1кГц.
Ультразвуковые вискозиметры, работающие на частоте 10-1000 кГц.
Вибрационный вискозиметр в самом простом случае представляет из себя резервуар с вязкой жидкостью и некоторое тело (пластина, шар, цилиндр), называемое зондом вискозиметра, которое производит вынужденные колебания в вязкой среде. Сущность эксперимента заключается в определении изменений параметров вынужденных колебаний зонда вискозиметра при погружении его в вязкую среду. Вибрационный вискозиметр имеет значительно большую по сравнению с ротационными вискозиметрами чувствительность. Погрешность – порядка 2,5% (в зависимости от конструкции). ДИ – 0,0001 – 100 Па·с. Область применения вибрационных, особенно ультразвуковых вискозиметров ограничивается ньютоновскими жидкостями, вязкость которых не зависит от интенсивности механического воздействия. На неньютоновских жидкостях они дают заниженные показания и могут использоваться в качестве индикаторов.
15. Акустические вискозиметры.
В акустических вискозиметрах выходной сигнал измерительной информации является функцией акустических свойств анализируемой жидкости. По принципу действия акустические вискозиметры делятся на: приборы, в которых используется зависимость скорости распространения акустических волн от вязкости анализируемой среды; приборы, в которых используется зависимость затухания акустических волн от вязкости анализируемой среды. Акустические вискозиметры схожи по принципу действия с вибрационными, однако колебания их чувствительного элемента, как правило, имеют частоту свыше 20 кГц. В ультразвуковых приборах в качестве источников и приёмников ультразвуковых колебаний (волн) применяются пьезоэлектрические преобразователи из кристаллов кварца, сегнетовой соли и керамики титаната бария. В вискозиметре по скорости распространения ультразвука от высокочастотного электрического генератора 1 к источнику ультразвукового излучения 2 периодически подаётся электрический ток, преобразуемый излучателем 2 в ультразвуковые колебания. Одновременно с подачей импульса к излучателю 2 ток подаётся и в смеситель 5, с помощью которого осуществляется отсчёт отрезков времени малой длительности. Время прохождения ультразвука через анализируемую жидкость 3 с момента его поступления в жидкость от излучателя 2 и до достижения приёмника излучения 4 определяется свойствами жидкости, в том числе и её вязкостью. Сигнал от приемника излучения 4 подается также на смеситель 5, где происходит измерение времени прохождения ультразвука через анализируемую среду. От смесителя 5 электрический сигнал, пропорциональный времени прохождения ультразвука через анализируемую среду, подаётся к усилителю 6 и далее после усиления поступает на измерительный прибор 7.
Вискозиметры подобного типа позволяют измерять вязкость в широких пределах с погрешностью ±4% и могут с успехом пользоваться для контроля вязкости многих пищевых продуктов.
