Ротационные вискозиметры с СВЧ системой преобразования контролируемого параметра

• Автор: Кузьменко, Олег Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 188 с. : ил

Содержание
Введение
1 Обзор состояния вопроса исследования и постановка задачи исследования
1.1 Обоснование и возможности ротационных методов в вискозиметрии
1.2 Термореологический эффект и его влияние на точность измерения вязкости ротационными вискозиметрами
1.3 Выводы и постановка задачи исследования
2 Обоснование ротационного способа измерения кинематической вязкости и его теоретические основы
2.1 Ротационно - погружной метод измерения вязкости
2.2 Аналитическое решение для динамики переходного процесса между стационарными режимами ротационно-погружного метода измерения вязкости
2.3 Вывод статической характеристики ротационного метода измерения вязкости
2.4 Вывод выражения для времени переходного процесса йщ в функции
изменения г|/р по динамической характеристике устройства
Вывод по второй главе
3 Выбор первичных измерительных преобразователей ротационного вискозиметра и их сравнительный метрологический анализ
3.1 Ротационно - емкостной преобразователь (ПИП)
3.2 Обзор СВЧ преобразователей
3.3 Первичный измерительный преобразователь ротационного вискозиметра на основе цилиндрического объемного резонатора
3.3.1 Анализ СВЧ ПИП ротационного вискозиметра на основе цилиндрического объемного резонатора
3.3.2 Расчет колебания Е0ю ЦОР частично заполненного жидкостью с огибающей в виде параболоида вращения

3.3.3 Расчет колебания Н0ц ЦОР частично заполненного жидкостью с огибающей в виде параболоида вращения
3.3.4 Сравнительная оценка порога чувствительности емкостного датчика и датчика на ЦОР с использованием колебания Н0ц
3.3.5 Экспериментальное модельное определение ухода резонансной частоты частично заполненного ЦОР жидкой средой при изменении формы огибающей поверхности вращения
3.3.6 Тарировка резонансного первичного измерительного преобразователя (ЦОР)
3.3.7 Погрешность определения вязкости г| с учетом порога чувствительности
3.3.8 Расчет погрешности измерения кинематической вязкости
Вывод по третьей главе
4 Методы улучшения метрологических характеристик ротационных вискозиметров
4.1 Выбор оптимальных варьируемых геометрических параметров конструкции КОР, сопряженного с ЦОР
4.2 Конструкция ротационного вискозиметра с коррекцией по плотности
4.2.1 Вывод зависимости частоты измерительного генератора на основе коаксиального ОР от плотности жидкости
4.2.2 Выбор конструктивных параметров сопряженных КОР и ЦОР из условия их частотного согласования
4.3 Вискозиметр с коррекцией по вариации плотности Др (Де) и уровню заполнения ДЬ с полевой АПЧ
4.3.1 Расчетная схема “полевой” авто - настройки колебательной системы (ЦОР) в резонанс управляемым по частоте КОР с закорачивающей емкостью
4.3.2 Расчет зависимости резонансной частоты КОР от управляющего тока подмагничивания
4.4 Температурная стабилизация (термокомпенсация)
Вывод по четвертой главе
Основные результаты и выводы по работе
Список используемой литературы
Приложение А Электродинамический расчет зависимости емкости емкостного
датчика С(со) от частоты вращения со
Приложение Б СВЧ - установка по экспериментальной проверке ухода резонансной частоты колебаний Нои частично заполненного жидкой средой
ЦОР при изменении формы огибающей
Приложение С Определение параметров тарировочной смеси при изменении ее
концентрации
Приложение Д Графики аддитивной вариации резонансной частоты в ЦОР колебания Нон при изменении диэлектрической проницаемости г и уровня
заполнения ЦОР Ь
Приложение Е Оценка погрешности расчета при упрощении модели -
пренебрежение емкости рассеивания на краях
Приложение К Конструкция и принцип действия плотномера - корректора
Приложение Л СВЧ автогенераторный ареометр с частотным выходом
Приложение М Конструкция и принцип работы узла побудителя вращения ротационного вискозиметра

2.3 Вывод статической характеристики ротационного метода измерения вязкости
Движение вязкой жидкости в общем случае описывается векторным дифференциальным уравнением [16]:
Рассмотрим ламинарное вращательное движение жидкости внутри вращающегося цилиндра с круговой постоянной частотой со0, (рисунок 2.1). Запишем для этого случая уравнение (2.21) в системе цилиндрических координат получим в нем составляющие вектора У:УГ = У2 = 0, а Уф = V = У(гД), чтобы удовлетворить (2.22). Кроме того, как обычно, можно
пренебречь массовыми силами и изменением давления в направлении движения. В этом случае получим, после некоторых преобразований, обычное дифференциальное уравнение, относительно напряжения (касательного).
(2.21)
где Р - массовая сила;
У - линейная скорость;
П - тензор касательных напряжений; р - плотность жидкости.
И уравнением неразрывности для несжимаемой жидкости:
СІІуУ = 0.
(2.22)
т = тф(М),
(2.23)
единственного компонента тензора П, не равного нулю