Открытый доступ
Только для подписчиков
Бесконтактное пневмоэлектрическое устройство для измерений вязкости жидкостей
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-9-43-49
Аннотация
Приведён обзор бесконтактных методов измерения вязкости жидкостей. Рассмотрены бесконтактные аэрогидродинамические методы, позволяющие с высокой точностью определять вязкость неоднородных и непрозрачных жидкостей в диапазоне 2–100 Па·с. Описан наиболее перспективный, но недостаточно развитый бесконтактный импульсный аэрогидродинамический метод, который заключается в деформации поверхности контролируемой жидкости струёй газа и определении вязкости по времени достижения заданной степени деформации с момента подачи газовой струи. Для измерений вязкости разработано бесконтактное аэрогидродинамическое устройство с лазерным триангуляционным детектором поверхности жидкости, применение которого позволило полностью автоматизировать прибор и значительно повысить точность измерений вязкости. Исследованы четыре возможных варианта реализации устройства. Выбран наиболее перспективный вариант с точки зрения повышения точности измерений и уменьшения чувствительности устройства к влияющим величинам. Описаны конструкция и принцип работы устройства. Исследовано влияние конструктивных параметров устройства на систематическую и случайную составляющие погрешности измерений. Получена относительная погрешность измерений вязкости жидкостей в диапазоне 2–100 Па·с не более 2 %. Разработанное бесконтактное аэрогидродинамическое устройство целесообразно использовать для контроля вязких жидкостей в различных отраслях промышленности.
Ключевые слова
аэрогидродинамический метод,
бесконтактный метод,
вязкость,
газ,
жидкость,
поверхность,
струя,
триангуляционный детектор.
Об авторах
А. П. Савенков
Тамбовский государственный технический университет
Россия
Россия
Тамбов
М. М. Мордасов
Тамбовский государственный технический университет
Россия
Россия
Тамбов
В. А. Сычёв
Тамбовский государственный технический университет
Россия
Россия
Тамбов
Список литературы
1. Мордасов М. М., Савенков А. П. Бесконтактные методы измерения вязкости жидкостей (обзор) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 1. С. 27–35.
2. Sohl C. H., Miyano K., Ketterson J. B., Review of Scientifi c Instruments, 1978, vol. 49, no. 10, pp. 1464–1469. https://doi.org/10.1063/1.1135288
3. Behroozi F., Smith J., Even W., American Journal of Physics, 2010, vol. 78, no. 11, pp. 1165–1169. https://doi.org/10.1119/1.3467887
4. B. M. Pierce, D. B. Chang, US Patent no. 5005401 (9 April 1991).
5. Nishimura Y., Hasegawa A., Nagasaka Y., Review of Scientifi c Instruments, 2014, vol. 85, no. 044904, 11 p. https://doi.org/10.1063/1.4871992
6. Koller T. M., Klein T., Giraudet C., Chen J., Kalantar A., van der Laan G. P., Rausch M. H., Froba A. P., Journal of Chemical & Engineering Data, 2017, vol. 62, no. 10, pp. 3319−3333. https://doi.org/10.1021/acs.jced.7b00363
7. Herlach D. M., Cochrane R. F., Egry I., Fecht H. J., Greer A. L., International Materials Reviews, 1993, vol. 38, no. 6, pp. 273–347. https://doi.org/10.1179/095066093790326267
8. Li L. H., Hu L., Yang S. J., Wang W. L., Wei B., Journal of Applied Physics, 2016, vol. 119, no. 035902, 8 p. https://doi.org/10.1063/1.4940243
9. Brillo J., Lohöfer G., Schmidt-Hohagen F., Schneider S., Egry I., International Journal of Materials and Product Technology, 2006, vol. 26, no. 3/4, pp. 247–273. https://doi.org/10.1504/IJMPT.2006.009469
10. Langstaff D., Gunn M., Greaves G. N., Marsing A., Kargl F., Review of Scientifi c Instruments, 2013, vol. 84, no. 124901, 10 p. https://doi.org/10.1063/1.4832115
11. Kremer J., Kilzer A., Petermann M., Review of Scientifi c Instruments, 2018, vol. 89, no. 015109, 8 p. https://doi.org/10.1063/1.4998796
12. Ansari Hosseinzadeh V., Holt R. G., Journal of Applied Physics, 2017, vol. 121, no. 174502, 6 p. https://doi.org/10.1063/1.4982908
13. Kuo F.-J., Sheng C.-T., Ting C.-H., Journal of Food Engineering, 2008, vol. 86, no. 1, pp. 84–90. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.09.016
14. Мордасов М. М., Савенков А. П., Чечетов К. Е. Особенности применения термина «бесконтактный метод измерения» // Датчики и системы. 2017. № 4. С. 47–52.
15. Postnov D. D., Moller F., Sosnovtseva O., PLoS ONE, 2018, vol. 13(9), no. e0203141, 10 p. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203141
16. Пат. № 2305271 РФ / Б. А. Безуглый, О. А. Тарасов, С. И. Чемоданов // Изобретения. Полезные модели. 2007. № 24.
17. Yoshitake Y., Mitani, S., Sakai, K., Takagi, K., Journal of Applied Physics, 2005, vol. 97, no. 024901, 6 p. https://doi.org/10.1063/1.1839640
18. S. Nowinski, GB Patent no. 2192987 (27 January 1988).
19. P. G. Backes, US Patent no. 5024080 (18 June 1991).
20. Мордасов М. М., Савенков А. П. Пневматическое бесконтактное измерение вязкости жидкостей // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. Т. 75. № 2. С. 33–37.
21. Мордасов Д. М., Мордасов М. М., Савенков А. П. Аэрогидродинамические эффекты в бесконтактных струйных методах неразрушающего контроля вязкости жидких веществ. М.: Физматлит, 2012. 352 c.
22. Мордасов М. М., Савенков А. П., Сафонова М. Э., Сычев В. А. Бесконтактное триангуляционное измерение расстояния до зеркальных поверхностей // Автометрия. 2018. Т. 54. № 1. С. 80–88. https://doi.org/10.15372/AUT20180111
23. Мордасов М. М., Савенков А. П., Сычёв В. А., Мозгова Г. В. Лазерный триангуляционный детектор расстояния до зеркальной поверхности // Датчики и системы. 2018. № 3. С. 49–53.
24. Мищенко С. В., Мордасов М. М., Савенков А. П., Сычёв В. А. Исследования влияния размеров сосуда с жидкостью на показания вискозиметра Брукфильда // Измерительная техника. 2020. № 4. С. 33–38. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-4-33-38
Рецензия
Для цитирования:
Савенков А.П., Мордасов М.М., Сычёв В.А. Бесконтактное пневмоэлектрическое устройство для измерений вязкости жидкостей. Измерительная техника. 2020;(9):43-49. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-9-43-49
For citation:
Savenkov A.P., Mordasov M.M., Sychev V.A. A non-contact pneumoelectric device for liquid viscosity measurement. Izmeritel`naya Tekhnika. 2020;(9):43-49. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-9-43-49
Просмотров: 12
Послать статью по эл. почте 