Использование камертонного датчика для измерения вязкости в закрытом объеме

Abstract

Рассмотрена оригинальная конструкция лабораторного датчика вязкости камертонного типа, состоящего из скобы камертона, к основанию которой через непроницаемую для жидкости мембрану присоединены измерительные зонды (пробные тела), которые в процессе измерения погружаются в исследуемую жидкость. Мембрана делит внутреннее пространство составной обечайки корпуса на два объема, один из которых – измерительный; к ветвям скобы камертона присоединены электромеханические преобразователи, которые обеспечивают возбуждение колебаний измерительной системы и регистрацию изменяющегося во время эксперимента выходного сигнала. Конструкция датчика вязкости предусматривает его установку на горизонтальную подвижную платформу универсального стенд- штатива вибрационного вискозиметра «Реокинетика» с фиксацией на ползунах, а также обеспечивает возможность присоединения внешнего циркуляционного термостата. Предлагаемая конструкция датчика вязкости может быть использована при разработке измерительных комплексов, предназначенных для контроля реологического состояния метастабильных жидкостей в закрытом измерительном объеме, в том числе испаряющихся и токсичных жидкостей, а также гелеобразующих составов, используемых в технологиях увеличения нефтеотдачи для ограничения водопритока и перераспределения фильтрационных потоков, представляющих собой изначально маловязкие ньютоновские жидкости, которые после закачки в пласт через заданное время образуют гель. Приведены результаты измерений вязкости стандартных углеводородных жидкостей в замкнутом измерительном объеме; установлено, что зависимость выходного сигнала предлагаемого датчика, включенного в схему управления вибрационного вискозиметра «Реокинетика», от квадратного корня из произведения вязкости и плотности исследуемой жидкости имеет линейный характер; определена чувствительность датчика, величина которой составляет 0,1 В·(кг·Па·с·м-3)-0,5

The original design of a laboratory viscosity sensor of the tuning fork type is considered, consisting of a tuning fork bracket, to the base of which, through a liquid-impermeable membrane, measuring probes (test bodies) are attached, which are immersed in the test liquid during the measurement process. The membrane divides the internal space of the composite housing shell into two volumes, one of which is measuring; Electromechanical transducers are attached to the branches of the tuning fork bracket, which provide excitation of oscillations of the measuring system and registration of the output signal changing during the experiment. The design of the viscosity sensor provides for its installation on the horizontal movable platform of the universal stand-stand of the vibration viscometer “Reokinetics” with fixation on the sliders, and also provides the possibility of connecting an external circulation thermostat. The proposed design of a viscosity sensor can be used in the development of measuring systems designed to monitor the rheological state of metastable liquids in a closed measuring volume, including evaporating and toxic liquids, as well as gel-forming compositions used in enhanced oil recovery technologies to limit water inflow and redistribute filtration flows, which are initially low-viscosity Newtonian fluids, which after injection into the formation form a gel after a given time. The results of measurements of the viscosity of standard hydrocarbon liquids in a closed measuring volume are presented; It has been established that the dependence of the output signal of the proposed sensor included in the control circuit of the vibration viscometer “Reokinetics” on the square root of the product of the viscosity and density of the liquid under study is linear; The sensitivity of the sensor was determined, the value of which is 0.1 V·(kg·Pa·s·m-3)-0.5