Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

сигнал разбаланса, который усиливается электронным усилите­ лем 6. Автоматическое включение шестеренчатого насоса и автоматический отсчет времени производится с помощью релейного блока 4 и измерительного прибора 5. Пределы измерения прибо­ ра могут изменяться изменением расстояния между индукцион­ ными катушками и подбором диаметра шарика.

В настоящее время выпускаются промышленные шариковые вискозиметры (тип ВПШ-1), в которых используется метод изме­

готовлении томатных соков, сгущенных молочных продуктов и т.п. Предел измерения приборов от 0,5 до 2,5 Па-с, основная относительная погрешность ± 2 % .

§ 4 . РОТАЦИОННЫЕ ВИСКОЗИМЕТРЫ

Широкое распространение для измерения вязкости жидкостей получили ротационные приборы, основанные на измерении мо­ ментов сопротивления или крутящих моментов, создаваемых ана­ лизируемой жидкостью. Чаще других применяются приборы с коаксиальными цилиндрами, вращающимися телами и враща­ ющимися параллельными дисками, погружаемыми в анализи­ руемую жидкость.

На рис. 166 приведены принципиальные схемы основных ти­

жидкость. При вращении внешнего цилиндра 2 с постоянной ско­ ростью от двигателя 1 жидкость приходит в стационарное вра­ щательное движение и передает момент вращения внутреннему цилиндру 3. Для сохранения этого цилиндра в покое к нему дол­ жен быть приложен противоположный по знаку и равный по

величине момент силы, создаваемый, как показано схематично на рисунке, калиброванным грузом 4. Для ламинарного движения момент силы и вязкость анализируемой жидкости связаны сле­ дующим соотношением:

Рис. 166. Принципиальные схемы основных типов ротацион­ ных вискозиметров.

де шарообразного или цилиндрического ротора 1, приводимого во вращение от двигателя 2 с постоянной частотой вращения. Величина сопротивления, оказываемого жидкостью вращению ротора, может быть измерена с помощью специального устрой­ ства 3 по углу закручивания упругой пружины или каким-либо другим способом.

В и с к о з и м е т р с в р а щ а ю щ и м и с я д и с к а м и (рис. 166, в)' состоит из двух параллельных дисков 2 и 3, погру­ жаемых в анализируемую жидкость. Диск 2 приводится в рав­ номерное вращательное движение от двигателя /. Вследствие вязких свойств анализируемой жидкости на диск 3 передается вращающий момент, пропорциональный вязкости жидкости, ко­ торый уравновешивается с помощью связанной с отсчетным уст­ ройством цилиндрической тарированной пружины 4 или какимлибо другим способом.

Постоянные коэффициенты ротационных вискозиметров оп­ ределяются либо аналитически, либо чаще экспериментальным путем по эталонным жидкостям.

В пищевой промышленности хорошо зарекомендовали себя при измерении вязкости томатной массы, сгущенных молочных продуктов, сметаны и других продуктов ротационные вискози­ метры (тип РВ-2), чувствительным элементом которых является

цилиндр, погружаемый в анализируемую жидкость и приводи­ мый во вращение от электродвигателя. Изменение момента на валу двигателя при изменении вязкости анализируемой жидкости измеряется с помощью соответствующей измерительной схемы, На рис. 167 приведены кривые зависимости показаний вискози­ метра от содержания сухих веществ в томатной пасте при ее

§5 . ВИБРАЦИОННЫЕ ВИСКОЗИМЕТРЫ

Впоследние годы все более широкое распространение получа­ ют вибрационные вискозиметры, преимуществом которых явля­

унифицированных приборов, предназначенных для работы в раз­ личных условиях и для анализа разнообразных сред, начиная от неагрессивных ньютоновских жидкостей и кончая сильно вязки­ ми пищевыми продуктами типа теста, опары, карамельных начи­ нок, фруктовых паст, пюре и т. п.

Принцип действия вибрационных вискозиметров заключается в измерении затухания колебаний чувствительного элемента дат­ чика прибора, погружаемого в измеряемую среду, которое про­

/ 0 — интенсивность в непосредственной близости к источнику, Вт/м2 .

безынерцио'нности, отсутствию движущихся деталей и ряду дру­ гих преимуществ. Однако эти вискозиметры являются сложными электронными устройствами, что несколько ограничивает их ис­ пользование.

По способу возбуждения датчиков ультразвуковые вискози­ метры подразделяются на две группы. К первой группе отно­ сятся приборы с непрерывным возбуждением вибратора на его резонансной частоте. При этом амплитуда сигнала, снимаемого с измерительной обмотки датчика, является функцией демпфи­ рующего действия анализируемой среды. Принципиальная схема таких приборов аналогична схеме приборов с электромагнитным вибрационным датчиком, приведенной на рис. 168. Подобные ви­ скозиметры имеют относительно простую электрическую схему, однако диапазон измерения их невелик.

Ко второй группе относятся приборы, в которых возбуждают­ ся собственные продольные колебания, постепенно затухающие вследствие демпфирующего эффекта среды, окружающей вибра­ тор, а также собственных потерь. После полного затухания коле­ баний в обмотку датчика подается очередной возбуждающий импульс. Следовательно, действие таких приборов заключается в измерении коэффициента затухания вибратора (частоты повто­ рения возбуждающих импульсов), зависящего от вязкости сре­ ды. Приборы этой группы более перспективны, так как обеспе­ чивают возможность автоматического измерения вязкости с по­ мощью одного датчика в широком диапазоне и для различных жидкостей и жидко-вязких продуктов. В качестве источников ультразвуковых колебаний для анализа вязкости жидких сред, как правило, применяются пьезоэлектрические и магнитострикционные излучатели.

На рис. 169 приведена структурная схема ультразвукового вискозиметра (тип ВАУ-1), выпускаемого приборостроительной промышленностью. Последовательность его работы следующая. К магнитострикционному вибратору-датчику / от генератора ультразвуковых колебаний 7 подаются остроконечные импульсы напряжения длительностью 10—15 мкс, возбуждающие колеба­ ния по его длине с частотой 26 кГц. Э. д. с , наводимая в катушке датчика за счет обратного эффекта магнитострикции, в виде за­ тухающих колебаний поступает на вход усилителя-ограничителя 2, в котором отфильтровывается короткий возбуждающий им­ пульс, а полезный сигнал датчика усиливается и подается на резонансный усилитель 3. Далее с резонансного усилителя сиг­ нал поступает на однополупериодный выпрямитель 4, а затем, пройдя интегрирующую цепочку 5, — на вход усилителя постоян­ ного тока 6. Здесь управляющий сигнал усиливается и посту­ пает с выхода усилителя на вход управляющей лампы генера­ тора 7, частота которого изменяется пропорционально изменению напряжения на входе управляющей лампы. Поскольку уровень сигнала датчика зависит от степени его демпфирования, т. е. от