Ротационный вискозиметр

 

Изобретение относится к устройствам для непрерывного измерения вязкости неньютоновских жидкостей. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет точной стабилизации скорости и фазы вращения измеоительного зонда, В случае превьшения или снижения скорости вращения, а также несоответствия фазы вращения измерительного зонда 13, на входе схемы 5 сравнения импульсов частоты не совпадают и на его выходе формируется последовательность импульсов, сформированная делителем 6 или последовательность импульсов, пропорциональная частоте импульсов с датчика чувствительного элемента 12. При стабилизации требуемых параметров вращения на выходе схемы сравнения импульсов 5 формируются импульсы частот, поступающих на его вход и частоты сравнения, при этом на выходе усилителя формируется сигнал на разгон или торможение электродвигателя 1, или сигнал определенной частоты , соответствующий требуемым скорости и фазе вращения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с (Л 00 э О) со СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 01 М 11/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4032324/31-25 (22) 03.04.86 (46) 30.07.87. Бюл. №- 28 (71) Пензенский политехнический институт (72) Б.А. Малев, Ю.И. Клнмухин, С.M. Телегин и В.10.. Баталии (53) 532.137(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1055995, кл. С 01 N 11/14, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N- 492788, кл. С 01 N 11/14, 1975. (54) РОТАЦИОННЬП1 ВИСКОЗИМЕТР (57) Изобретение относится к устройствам для непрерывного измерения вязкости неньютоновских жидкостей.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет точной стабилизации скорости и фазы вращения измеоительного зонда. В случае превышения или снижения скорости вращения, а также несоответствия фазы вращения измерительного зонда 13, на входе схемьt 5 сравнения импульсов частоты не совпадают и на его выходе формируется последовательность импульсов, сформированная делителем 6 или последовательность импульсов, пропорциональная частоте импульсов с датчика чувствительного элемента 12. При стабилизации требуемых параметров вращения на выходе схемы сравнения импульсов 5 формируются импульсы частот, поступающих на его вход и частоты сравнения, при этом на выходе усилителя формируется сигнал на разгон или торможение электродвигателя 1, или сигнал определенной частоты, соответствующий требуемым скорости и фазе вращения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1 13269

Изобретение относится к устройствам для непрерывного измерения вязкости жидкости и предназначено для исследования реологических характе(1 ристик керметных паст и других неньютовских жидкостей в процессе нх структуры превращений.

Цель изобретения — повышение точности измерения реологических харак- >g теристик неньютоновских жидкостей путем стабилизации скорости и фазы вращения измерительного зонда.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого ротационного 1 вискозиметра; на фиг. 2 — конструкция чувствительного элемента, на фиг. 3 — развертка зубцовой эоны цилиндров чувствительного элемента.

Схема ротационного вискознметра 2д включает электродвигатель 1, генератор 2 образцовой частоты, между которыми включены последовательно усилитель 3 мощности, устройство 4 сравнения частот, схема 5 разделения )6 импульсов и регулируемый делитель 6 частоты. управляющий вход регулируемого делителя 6 частоты соединен с выходом постоянного за:поминающего устройства 7, четыре младших разряда 3о двоичного кода которого поданы на управляющий вход делителя 6 частоты, а четыре старших разряда поданы на схему 8 еовпадения кодов, на остальные входы которой подан код с выхода счетчика 9 импульсов, вход обнуления которого связан с выходом схемы 8 совпадения кодов, а счетный вход подсоединен к выходу генератора 2 образцовой частоты. Выход устройства 4 40 сравнения частот подключен через устройство 10 коррекции к инвертирующему входу дифференциального усилителя 11, выход которого подсоединен к одному из входов схемы 5 разделения 4 импульсов, второй вход ее подключен к выходу регулируемого делителя 6 частоты. Второй вход дифференциального усилителя 11 подключен к одному из выходов чувствительного элемента

12. Выходы чувствительного элемента

12 связаны с измерительным зондом 13 и двумя усилителями 14 и 15 импульсов, выходы которых подключены к входам измерителя 16 фазы, составлен- ного из триггера 17, схемы 18 совпадения и счетчика 19 импульсов, кроме того., один из входов измерителя

16 фазы соединен с выходом генерато51 2 ра 2 образцовой частоты, а выход измерителя 16 фазы подсоединен к цифровому индикатору 20. Измерительный зонд 13 опущен в исследуемую жидкость

21 залитую в кювету 22.

Чувствительный элемент 12 выполнен в виде трех коаксиально размещенных цилиндров 23-25. Два цилиндра 23 и 24 соединены между собой скрешивающимися плоскими пружинами 26. Цилиндр 25 через редуктор 27 связан с валом синхронного электродвигателя.

На уровне зубцов цилиндров 23-25 в корпусе 28 размещены две катушки

29 и 30.

Ротационный вискоэиметр работает следующим образом.

В вискозиметре использовано запоминающее устройство 7 с записанной в нем программой процесса измерения.

Включают генератор 2 образцовой частоты, а затем — синхронный электродвигатель. На вход схемы S разделения импульсов поступает сигнал с выхода катушки 29 через дифференциальный усилитель 1 1. На второй вход схемы

5 разделения импульсов подаются импульсы с выхода генератора 2 образцовой частоты через регулируемый делитель 6 частоты. Делитель 6 выдает частоту импульсов, определяемую четырьмя младшими разрядами кода и соответствующих требуемой скорости вращения измерительного зонда 13. Четыре старших разряда двоичного кода с выхода постоянного запоминающего устройства 7 подают на входы схемы 8 совпадения кодов и задают точное количество оборотов зонда 13 на заданной скорости вращения. На остальные входы схемы 8 совпадения кодов поступает код с выхода счетчика 9 импульсов, счетный вход которого подключен к выходу генератора 2 образцовой частоты. При совпадении кодов на выходе схемы 8 совпадения формируется импульс. Этим импульсом считывается информация с постоянного запоминающего устройства 7 и очищается счетчик 9 от предыдущей информации. Этот процесс продолжается до. тех пор, пока не выполнится полностью записанная программа.

При поступлении на два входа czeмы 5 разделения импульсов двух последовательностей импульсов с выхода дифференциального усилителя 11 и выхода регулируемого делителя 6 часто3

13 ты на ее выходе формируются три последовательности импульсов: задаваемой частоты 1 ; формируемой (рабочей) частоты f, частоты совпадения

В начальный период измерения, когда измерительный зонд 13 не набрал требуемое число оборотов вращения, т.е. скорость вращения меньше заданной, на выходе схемы 5 разделения импульсов формируются импульсы задаваемой частоты f и на выходе устройства 4 сравнения частот устанавливается постоянное напряжение, которое усиливается усилителем 3 мощности и подается на электродвигатель 1, разго— няя его. По мере разгона электродвигателя 1 на выходе катушки 29 формируются импульсы частот, равной задаваемой частоте f . Когда на выходе схемы 5 разделения импульсов задаваемой и формируемой частот сравняются, это означает, что скоростЬ и фаза вращения измерительного зонда соответствуют заданным, на выходе схемы

5 разделения импульсов с определенной частотой поступает следующая последовательность импульсов, которая переводит устройство 4 сравнения в следующие ссстояния: при поступлении вслед за импульсом частоты импульса устройство 4 сравнения выдает сигнал на ускорение электродвигателя 1; при поступлении вслед за импульсом частоты импульса, устройство 4 сравнения выдает сигнал на торможение, приход импульса частоты вслед за импульсом переключает устройство 4 сравнения на ускорение; приход импульса частоты вслед за импульсом переключает устройство 4 сравнения на торможение., При поступлении на вход схемы S разделения импульсов формированной частоты fp чаще, чем импульсов задаваемой f, на выходе устройства 4 сравнения частот сигнал отсутствует, электродвигатель 1 тормозится до тех пор, пока скорость и фаза вращения не достигнет требуемой и частоты импульсов не сравняются. Такое устройство 4 сравнения частот ведет себя как идеальное реле при отклонениях, не выходящих из зоны схемы 5 разделения импульсов, и как реле с отрицательным гистерезисом при больших отклонениях.

При вращении измерительного зонда 13 в исследуемой жидкости 21, 26951

50 связанный с управляющим входом элек55

?5

35 цилиндр 23 смешается относительно цилиндра 24 пропорционально вязкости жидкости 21 и, как следствие, смешаются по фазе импульсы, формируемые в катушках 29 и 30. Импульсы с выхода усилителя 14 поступают на счетчик 19 импульсов и устанавливают его в исходное состояние. Одновременно этот импульс взводит триггер 17 и тем самым снимает запрет со схемы

18 совпадения. Импульсы с выхода усилителя 15 возвращают триггер 17 в исходное состояние, закрывая схему

18 совпадения.

Число импульсов генератора 2 образцовой частоты, поступающие на счетчик 19 импульсов, пропорционально измеренной вязкости жидкости — — К1, где = 8п/360(f>-f )— длительность счетного импульса, сформированного триггером 17, f > — частота вращения вала синхронного электродвигателя при передаточном отношении редуктора 27 равном 1; f — частота вращения зонда 13; 8 — угол смещения цилиндров 23 и 24, f — частота импульсов генератора 2 образцовой частоты. Двоичный код, определяемый числом импульсов, поступает на цифровой индикатор 20, который показывает измеренную вязкость.

Зафиксированные в последовательности определяемой программой, записанной в постоянном запоминающем устройстве 7, значения вязкостей позволяют судить о характере текучести и определить тип жидкости, а также ее реологические свойства. формулаизобретения

1. Ротационный вискозиметр, содержащий электродвигатель, вал которого соединен с измерительным зондом посредством чувствительного элемента, выполненного в виде двух дискретных датчиков, соединенных между собой упругим элементом и подключенных к входам усилителей, также фазоизмеритель и генератор образцовой частоты, тродвигателя вращения измерительного зонда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изме-. рения реологических характеристик неньютоновских жидкостей путем стабилизации скорости и фазы вращения (32б951 ного из датчиков чувствительного элемента. фиг. 2

Составитель В.Вощанкин

Техред И.Попович

Корректор Г.Решетник

Редактор Ю.Середа

Заказ 3274/38

Тираж 776

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, H(-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 измерительного зонда,, между выходом генератора образцовой частоты и управляющим входом электродвигателя вращения измерительного зонда, последовательно включены регулируемый делитель частоты, схема разделения импульсов, устройство сравнения частот и усилитель мощности, при этом управляющий вход регулируемого делителя частоты подсоединен к выходу 1О постоянного запоминающего устройства, считывающий вход которого подключен через счетчик импульсов и схему совпадения к выходу генератора образцовой частоты, а выход устройства 15 сравнения частот через устройство коррекции связан с инвертирующим входом дифференциального усилителя, выход которого подключен к одному из входов схемы разделения импульсов, 20 причем второй вход дифференциального усилителя подсоединен к вьгходу од2. Ротационный вискозиметр по п.1,отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде трех коаксиально размещенных цилиндров, два из них связаны между собой плоскими скрещивающимися пружинами, один конец которых закреплен на внешнем, из этих двух, цилиндре, а второй конец пружин пропущен через полость внутреннего цилиндра и закреплен на нем, при этом третий цилиндр размещен между многозубчатыми торцовыми поверхностями двух связанных между собой цилиндров и соединен с синхронным электродвигателем, а на уровне зубцов этих цилиндров размещены две катушки, выходы которых подключены к входам усилителей.