Claims (1)
REVENDICATION
CLAIM
Viscosimètre à vibrations, comportant une épingle (1) en forme de U à deux branches (2, 3), l'une êmettrice et l'autre réceptrice, dont les mouvements sont détectés par les dispositifs à aimants (12, 13) placés sur chaque branche de l'épingle et induisant des courants dans des bobines (14,15) respectives associées, caractérisé en ce que l'aimant (13) de la branche réceptrice (3) est situé dans une zone de 20 mm de part et d'autre du ventre de vibration (16) de la branche réceptrice (3) de l'épingle (1).Vibration viscometer, comprising a pin (1) in the shape of a U with two branches (2, 3), one transmitting and the other receiving, the movements of which are detected by the magnet devices (12, 13) placed on each branch of the hairpin and inducing currents in respective associated coils (14,15), characterized in that the magnet (13) of the receiving branch (3) is located in a zone of 20 mm on either side other of the vibration belly (16) of the receiving branch (3) of the pin (1).
La présente invention a trait à un viscosimètre à vibrations du type à épingle.The present invention relates to a pin-type vibration viscometer.
On sait qu'un viscosimètre à vibrations est un appareil qui comprend une épingle plongeant dans le fluide à étudier, des moyens pour appliquer à l'extrémité d'une des branches de l'épingle une vibration alternative, des moyens pour mesurer la vibration transmise à l'extrémité de l'autre branche de l'épingle, et des moyens pour comparer la vibration appliquée et la vibration transmise, et notamment pour mesurer le déphasage entre ces deux vibrations, lequel est une fonction de la viscosité du liquide dans lequel plonge l'épingle.It is known that a vibration viscometer is an apparatus which comprises a pin plunging into the fluid to be studied, means for applying an alternating vibration to the end of one of the branches of the pin, means for measuring the vibration transmitted at the end of the other branch of the hairpin, and means for comparing the vibration applied and the vibration transmitted, and in particular for measuring the phase shift between these two vibrations, which is a function of the viscosity of the liquid in which it is immersed the pin.
De façon plus précise, un viscosimètre à vibrations se compose d'un dispositif vibrant constitué d'une épingle en forme de U de dimensions variables, sur les branches de laquelle sont généralement soudés les tubes souples qui la supportent. Ces tubes sont eux-mêmes soudés sur une embase. Sur cette embase est fixé un moteur qui, par l'intermédiaire d'un dispositif mécanique, donne à une des branches de l'épingle (branche êmettrice) un mouvement alternatif sinusoïdal de fréquence déterminée.More precisely, a vibration viscometer consists of a vibrating device consisting of a U-shaped pin of variable dimensions, on the branches of which the flexible tubes which support it are generally welded. These tubes are themselves welded to a base. On this base is fixed a motor which, by means of a mechanical device, gives one of the branches of the hairpin (transmitting branch) a sinusoidal alternating movement of determined frequency.
Ce mouvement se transmet le long de l'épingle, jusqu'à l'autre branche (branche réceptrice) qui vibre donc à la même fréquence. Si l'épingle n'est pas amortie, le mouvement de cette branche a même phase et même amplitude que la branche excitée; si l'épingle est amortie parce que plongée dans un liquide, le mouvement de cette branche réceptrice a une phase et une amplitude différentes de celles de la branche êmettrice excitée. Le plus souvent, on choisit de mesurer le déphasage existant entre les deux branches pour rendre compte de l'amortissement introduit par la viscosité du liquide dans lequel l'épingle est plongée.This movement is transmitted along the pin, to the other branch (receiving branch) which therefore vibrates at the same frequency. If the pin is not damped, the movement of this branch has the same phase and the same amplitude as the excited branch; if the pin is damped because it is immersed in a liquid, the movement of this receiving branch has a phase and an amplitude different from those of the excited transmitting branch. Most often, it is chosen to measure the phase difference existing between the two branches to account for the damping introduced by the viscosity of the liquid in which the pin is immersed.
Pour détecter le mouvement des deux branches de l'épingle, on fixe généralement sur chacune d'elles un aimant qui induit une tension dans une bobine placée devant lui. A l'aide d'un phasemètre, on mesure la différence de phase existant entre chacune des branches de l'épingle et on en déduit, par étalonnage, la viscosité du liquide dans lequel l'épingle est immergée.To detect the movement of the two branches of the pin, a magnet is generally fixed on each of them which induces a voltage in a coil placed in front of it. Using a phase meter, the phase difference existing between each of the branches of the pin is measured and the viscosity of the liquid in which the pin is immersed is deduced therefrom, by calibration.
Un tel viscosimètre à vibrations peut exister sous des formes de réalisation différentes; on pourra toutefois se référer avantageusement au brevet français N° 76.16396 du 31 mai 1976 au nom du titulaire pour connaître plus en détail la conception d'ensemble d'un tel appareil auquel la présente invention s'applique.Such a vibration viscometer can exist in different embodiments; however, reference may advantageously be made to French patent No. 76.16396 of May 31, 1976 in the name of the holder to know in more detail the overall design of such a device to which the present invention applies.
Dans ces conditions, le problème se pose du choix de l'emplacement de l'aimant récepteur de la branche réceptrice de l'épingle en U du viscosimètre. En effet, lorsque l'épingle vibre, on constate que, si l'on déplace l'aimant, qui a une certaine masse, le long de la branche réceptrice, il y a une position pour laquelle l'amplitude est maximale; autrement dit, on a accordé à la résonance le dispositif vibrant partiel constitué du tube souple et du morceau d'épingle qui le traverse, et le déphasage est alors de 180°. Il faut donc choisir la position de cet aimant de façon que son amplitude soit suffisante pour donner un signal appréciable, mais tel qu'on soit loin de l'accord, de façon que le déphasage soit très petit. Autrement dit, il faut trouver un juste milieu entre le fait de situer l'aimant rigoureusement au ventre de vibration (ce qui conduit alors à un signal d'intensité élevée, car l'amplitude est maximale, mais en revanche à un déphasage important de l'ordre de 180°, ce qui n'est pas souhaitable) ou, à l'opposé, dans une position trop éloignée du ventre de vibration, auquel cas le signal devient pratiquement difficile à détecter.Under these conditions, the problem arises of the choice of the location of the receiving magnet of the receiving branch of the U-shaped hairpin of the viscometer. Indeed, when the pin vibrates, we find that, if we move the magnet, which has a certain mass, along the receiving branch, there is a position for which the amplitude is maximum; in other words, the partial vibrating device consisting of the flexible tube and the piece of pin which passes through it has been tuned to resonance, and the phase shift is then 180°. It is therefore necessary to choose the position of this magnet so that its amplitude is sufficient to give an appreciable signal, but such that one is far from the agreement, so that the phase shift is very small. In other words, it is necessary to find a happy medium between the fact of locating the magnet rigorously in the belly of vibration (which then leads to a signal of high intensity, because the amplitude is maximum, but on the other hand to a significant phase shift of the order of 180°, which is not desirable) or, conversely, in a position too far from the vibration antinode, in which case the signal becomes practically difficult to detect.
La présente invention a précisément pour objet un viscosimètre à vibrations du type qui comporte une épingle en forme de U à deux branches dont les mouvements sont détectés par des dispositifs à aimants placés sur chaque branche de l'épingle et induisant des courants dans des bobines associées, qui permet de trouver le compromis nécessaire entre les deux écueils précédents, et ce de façon particulièrement simple.The subject of the present invention is precisely a vibration viscometer of the type which comprises a U-shaped pin with two branches, the movements of which are detected by magnet devices placed on each branch of the pin and inducing currents in associated coils , which makes it possible to find the necessary compromise between the two previous pitfalls, and this in a particularly simple way.
Ce viscosimètre est défini dans la revendication.This viscometer is defined in the claim.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à la lecture d'un exemple qui sera décrit en se référant aux deux figures schématiques 1 et 2 sur lesquelles on a représenté:In any case, the invention will be better understood on reading an example which will be described with reference to the two schematic figures 1 and 2 in which are represented:
— sur la fig. 1, le schéma d'implantation d'ensemble des deux capteurs d'excitation et de réception le long des deux branches d'une épingle en U;— in fig. 1, the overall layout diagram of the two excitation and reception sensors along the two branches of a U-shaped hairpin;
— sur la fig. 2, une courbe montrant l'étude de la viscosité d'un liquide (glycérine pure) pour différentes températures.— in fig. 2, a curve showing the study of the viscosity of a liquid (pure glycerine) for different temperatures.
Dans l'exemple de la fig. 1, on voit l'épingle en U 1 comprenant les deux branches excitatrice 2 et réceptrice 3. Cette épingle en U traverse une embase 4 destinée à délimiter l'extérieur de la partie qui plonge dans le liquide dont on étudie la viscosité. Les branches 2 et 3 de l'épingle 1 sont fixées en 5 et 6 à la partie inférieure de deux tubes souples 7 et 8 eux-mêmes soudés en 9 et 10 à leur partie supérieure à l'embase 4. Par construction, les points 5 et 6 constituent des nœuds de vibration de l'épingle 1. Un dispositif non représenté, mais d'un type en soi connu, provoque en 11 une excitation alternative de la partie supérieure de la branche 2 de l'épingle 1. Il en résulte une mise en vibration des deux branches 2 et 3 de cette épingle 1, vibration que l'on détecte à l'aide de deux dispositifs de conception identique et comportant chacun un aimant (12 sur la branche excitatrice 2 et 13 sur la branche réceptrice 3) couplé électromagnétiquement avec une bobine de détection (respectivement 14 sur la branche 2 et 15 sur la branche 3).In the example of fig. 1 shows the U-shaped hairpin 1 comprising the two exciting 2 and receiving 3 branches. This U-shaped hairpin passes through a base 4 intended to delimit the outside of the part which is immersed in the liquid whose viscosity is being studied. The branches 2 and 3 of the pin 1 are fixed at 5 and 6 to the lower part of two flexible tubes 7 and 8 themselves welded at 9 and 10 at their upper part to the base 4. By construction, the points 5 and 6 constitute nodes of vibration of the hairpin 1. A device not shown, but of a type known per se, causes at 11 an alternating excitation of the upper part of the branch 2 of the hairpin 1. the result is a vibration of the two branches 2 and 3 of this pin 1, vibration which is detected using two devices of identical design and each comprising a magnet (12 on the exciting branch 2 and 13 on the receiving branch 3) electromagnetically coupled with a detection coil (respectively 14 on branch 2 and 15 on branch 3).
Dans l'exemple décrit, l'épingle a un diamètre de 1,6 mm; les cotes des différents accessoires mentionnés précédemment sont inscrites en millimètres sur la partie gauche de la fig. 1. On voit ainsi que la longueur totale de l'épingle depuis l'embase jusqu'à la partie inférieure est 98 mm, dont 68 mm seulement en dessous du nœud de vibration 6. Le ventre de vibration de la branche 3 de l'épingle 1 se situe au point 16 placé 12 mm au-dessus de l'embase 4. On a choisi pour obtenir un bon fonctionnement de l'appareil de situer l'aimant 13 sur la branche réceptrice de 3 à 7 mm en dessous du ventre de vibration 16. Dans l'exemple décrit, la fréquence d'excitation appliquée en 11 sur la branche 2 de l'épingle 1 est de 122 Hz.In the example described, the pin has a diameter of 1.6 mm; the dimensions of the various accessories mentioned above are shown in millimeters on the left side of fig. 1. We thus see that the total length of the hairpin from the base to the lower part is 98 mm, of which 68 mm only below the vibration node 6. The vibration belly of the branch 3 of the pin 1 is located at point 16 placed 12 mm above the base 4. We chose to obtain a good functioning of the device to locate the magnet 13 on the receiving branch from 3 to 7 mm below the belly of vibration 16. In the example described, the excitation frequency applied at 11 to branch 2 of hairpin 1 is 122 Hz.
La fig. 2 permet de voir la courbe de réponse de l'appareil ainsi conçu. Cette courbe de réponse a été dressée en utilisant de la glycérine pure dont on a fait varier la viscosité en modifiant sa température progressivement de 20 à 140°C. La courbe de la fig. 2 montre, en abscisses, la viscosité de la glycérine étudiée exprimée en centipoi-ses et, en ordonnées, le déphasage mesuré au phasemètre entre les mouvements vibratoires des aimants 12 et 13, ce déphasage étant mesuré en degrés d'angle. On voit ainsi que les deux mouvements sont en quadrature pour une valeur de la viscosité qui est de l'ordre de 1250 cPo.fig. 2 shows the response curve of the device thus designed. This response curve was drawn up using pure glycerine, the viscosity of which was varied by modifying its temperature gradually from 20 to 140°C. The curve of fig. 2 shows, along the abscissa, the viscosity of the glycerin studied expressed in centipoi-its and, along the ordinate, the phase difference measured with the phase meter between the vibratory movements of the magnets 12 and 13, this phase difference being measured in degrees of angle. It is thus seen that the two movements are in quadrature for a value of the viscosity which is of the order of 1250 cPo.
55
1010
1515
2020
2525
3030
3535
4040
4545
5050
5555
6060
RR
2 feuilles dessins2 drawing sheets