Измерение вязкости и плотномти однородных жидкостей вискозиметром камертонного типа ВПК-1.

вискозиметр-плотномер камертонный модель 1, предназначенный для непрерывного контроля вязкости и плотности однородных жидкостей в емкостях и трубопроводах. Примером такого применения является установка ВПК-1 на оборудование для гидроразрыва пластов (ГРП) в нефтяных и газовых скважинах. Жидкостями, в которых проводятся измерения их вязкости и плотности в потоке, являются линейные, первичные гели, приготовленные на водной основе.

Устройство и принцип работы

В последнее время в практике измерений все большее место начинают занимать способы измерения плотности и вязкости жидкостей и газов, основанные на изучении параметров прохождения вибрационных сигналов в этих средах. В данном способе измерений в качестве чувствительных элементов, погруженных в измеряемую среду, используются резонаторы различных типов. В нашем случае в качестве чувствительных элементов выбраны пластины камертона. Вынужденная вибрация пластин камертона осуществляется электромагнитным вибратором. Выбор этого элемента увеличил чувствительность вискозиметра, а, следовательно, позволил с большей точностью измерять плотность и вязкость изучаемых сред.
Таким образом, в нашем случае роль механического контура выполняет первичный преобразователь в виде двух пластин камертона, которые механически и монолитно связаны с электромагнитным вибратором.
Электромагнитный вибратор создает вынужденные механические колебания основных пластин камертона и сильфона. К электромагнитному вибратору прикреплен дополнительный пьезокерамический приемник, который контролирует его работу.
Ко дну цилиндра жестко прикреплен основной пьезокерамический приемник, регистрирующий созданные вынужденные амплитудно-временные механические колебания первичного преобразователя камертона.
От пьезокерамических приемников сигналы уже в виде электрических амплитудно-временных колебаний регистрируются электронным блоком прибора.
Измеряемыми контроллером параметрами механических колебаний в жидких средах является амплитудно-частотная характеристика A=f(F) первичного преобразователя (камертона) в выбранном диапазоне частот. По измеренным параметрам электронным блоком камертона осуществляется расчет параметра вязкости P, который связан с механическими колебаниями механического контура, образованного вибратором, пластинами камертона и сильфоном.
Параметр P обратно пропорционален добротности Q колебаний этого механического контура-датчика. По параметру вязкости вычисляется вязкость измеряемой среды.
Измерением резонансной частоты колебаний F0 в среде определяется плотность измеряемой среды.

Технические характеристики

Диапазон измерения вязкости среды, сПз 1-50
Диапазон изменения плотности среды, кг/м3 800-1600
Пределы допускаемой основной относительной и абсолютной погрешности измерения в диапазоне рабочих температур и давлений
Для вязкости:
относительная погрешность, % до 5
абсолютной, сПз до 2
Для плотности (для ньютоновских жидкостей):
относительная погрешность, % до 1
абсолютной, кг/м3 до 5
Диапазон рабочих температур измеряемой среды, °С 0-50
Диапазон рабочих давлений среды, МПа 0,1-1,6
Выходные сигналы: аналоговый постоянного тока для вязкости, плотности 4-20 мА
Питание прибора ВПК-1 осуществляется от источника постоянного тока напряжением 24 В
Потребляемая мощность ВПК-1, ВА не более 1,2
Степень защиты ВПК-1 от воздействия пыли и воды по ГОСТ 14254-96
для погруженной в жидкость части преобразователя IP68
для корпуса электронного блока с кабелями ввода и вывода информации IP67
По устойчивости к климатическим воздействиям на прибор ВПК-1 при хранении соответствует УХЛ2х по ГОСТ 15150-69 для работы при температуре окружающего воздуха от -50 до +50°С
По устойчивости к механическим воздействиям ВПК-1 соответствует виброустойчивому исполнению № 3 по ГОСТ Р 52931-2008
Время установления рабочего режима вискозиметра-плотномера после его включения, мин не более 15
Номинальное время усреднения показаний, с до 30
Прибор ВПК-1 устойчив к воздействию вибрации с частотой от 10 до 55 Гц и амплитудой смещения, мм не более 15
Масса подвижного преобразователя ВПК-1 без установки в измерительную емкость и линию отвода с фланцами для Ду=36 мм, кг не более 10
Контроллер МС-4A7D4R40 управления и визуализации цифровой информации прибора выполнен в виде автономного блока с размерами, мм 150х150х50
Вес 0,2 кг
Срок службы ВПК-1 его измерительной части в жестких условиях эксплуатации северного климата и вибрации рассматривается как для расходных материалов до 3-х лет
Средняя наработка на отказ не более 5000 часов
ВПК-1 относится к восстанавливаемым, ремонтируемым изделиям в условиях завода изготовителя
Межповерочный интервал – 1 год и чаще при производственной необходимости в рамках применения добровольной калибровки в условиях эксплуатации с использованием производственного оборудования.
Комплектация ВПК-1
№ п/п Наименование Кол-во
1 Измерительная емкость с фланцами для установки прибора ВПК-1 в отвод потока жидкости, отбираемой из технологической емкости Пользователя 1 шт.
2 Ответные фланцы для крепления измерительной емкости к отводным шлангам Заказчика 2 шт.
3 Первичный преобразователь-камертон ПП.ВПК-1 1 шт.
4 закрепляется на фланце с Dу=80 болтами крепления 4 шт.
5 К Первичному Преобразователю ПП ВПК-1 прикреплен основной электронный блок с кабельным разъемом ЭБ.ВПК-1 1 шт.
6 Управляющий контроллер с четырьмя кнопками управления и табло с двумя строчками тип МС-4А7D4R40 1 шт.
7 Опционно поставляется источник питания +24В 1 шт.