Способ юстировки ротационного вискозиметра

 

Изобретение относится к ротационным вискозиметрам с магнитодинамической системой подвеса ротора и к способам их юстировки. Цель изобретения - повышение точности измерения разностной вязкости путем повышения сходимости результатов измерения. При этом совмещают оси вращения привода АБ с осью вращения ротора СД, перемещая микрометрическим узлом 10 пластину 8 горизонтально вместе с приводом вращения 5 по координате X относительно ротора 1. Регистрируя по индикатору 11 величину смещения привода 5, а на блоке 6 - период вращения ротора 1, определяют зависимость периода вращения ротора от положения привода относительно ротора. Затем находят по этой зависимости такое положение привода относительно ротора на координате X, при котором период вращения ротора максимальный, и, перемещая пластину 8, устанавливают привод в это положение по координате X. Аналогичным образом определяют зависимость периода вращения ротора от положения привода относительно ротора, перемещая привод горизонтально по координате Y, перпендикулярной оси X. После чего находят по этой зависимости такое положение привода относительно ротора на координате Y, при котором период вращения ротора максимальный и, перемещая пластину 8, устанавливают привод в это положение. Затем фиксируют положение привода относительно ротора фиксаторами 9, при котором период вращения ротора максимальный для двух взаимно перпендикулярных координат X и Y. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ1 (.ОЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5g)g с 01N11114

6ИМ

НТН0- Т

ИБДИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4308626/25 (22) 22 ° 07.87 (46) 23,08.91. Бюл, ((31 (71) Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения ан ссср (72) H.H.Àáäóðàõìàíoâ, Е.В,Межбурд и А.А.Сенин (53) 532.137.08(О88.8) (54) CflOCOE KICTHPO8KH POTAI(HOHHOlO

ВИСКОЗИМЕТРА (57) Изобретение относится к ротациoHHblM вискоэиметрам с магнитодинамической системой подвеса ротора и к способам их юстировки. Цель изобретения - повышение точности измерения разностной вязкости путем повышения сходимости результатов измерения.

При этом совмещают оси вращения привода АБ с осью вращения ротора С(1, перемещая микрометричес ким узлом 10 пластину 3 горизонтально вместе с приводом 5 вращения по координате Х относительно ротора 1. Регистрируя по индикатору 11 величину смещения привода 5, а на блоке 6 - период

Изобретение относится к ротационнымм вискозиметрам с магнитолинамической системой подвеса ротора и способам их юстировки, причем данные вискозиметры в основном предназначены 1ля определения малых (порядка

10 -1О 7 Па с) разностей динамической вязкости между слабо концентрированными (порядка 1 — 0,1",) раствора. ми, например, биополимеров и ()аствори„„SU„„1672303 А 1

2 вращения ротора 1, определяют зависимость периода врац(ения ротора от положения привода относительно ротора. Затем находят по этой зависимости такое положение привода относительно ротора на координате Х, при котором период вращения ротора максимальный, и, перемещая пласти ну 8, устанавливают привод в это положение по координате Х. Аналогичным образом определяют зависимость периода вращения ротора от положения привода относительно ротора, перемещая привод горизонтально по координате У, перпендикулярной оси Х. После чего находят по этой зависимости такое положение привода относительно ротора на координате У, при котором период вращения ротора максимальный и, перемещая пластину

8, устанавливают привод в это положение. Затем фиксируют положение привода относительно ротора фиксаторами 9, при котором период вращения ротора максимальный для двух взаимно перпендикулярных координат X u Y.

1 ил, телей в широком диапазоне скоростей деформации (порядка 0,02-2 с ), что

-( требует сходим(зсти периода вращения ротора порядка 10

Целью изобретения является повышение точности измерения разностей вязкости путем повышения схолимости результатов измерения.

На чертеже представлен ротационный вискоэиметр с магнитным по()весом, 1672303

Ротационный вискозиметр с магнитным порвесом содержит систему автоматического регулирования безопорного подвешивания ротора 1, состоящую из дифференциального датчика положения

2, блока 3 регулирования положения ротора и соленоида 4. Ротаципнный вискозиметр солержит также привод 5 вращения и блок 6 измерения периода вращения ротора 1, устройства 7 горизонтального перемещения привода 5 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, выполненное в виде пластин 8 с фиксаторами 9 положения (по- 1 казан только один фиксатор положения), на которой укреплен привод 5, при этом пластина 8 связана с микрометрическими узлами 10 (не показан один из двух взаимно перпендикуляр- 0 но расположенных микрометрических узлов) ее перемещения в двух взаимно ,перпендикулярных направлениях.

Устройство 7 перемещения привода

5 соединено с индикаторами 11 (показан один иэ двух взаимно перпендикулярно расположенных индикаторов) его положения по двум взаимно перпендикулярным координатам.

Пластина 8 упирается в пружину обратного хода 12. Шаговый электродвигатель 13 привода 5 вращения установлен во втулке 14, закрепленной в пластине 8 с возможностью вертикального перемещения. Фиксация положения втулки

14 обеспечивается винтом 15, Индикатор 11 связан с устройством 7 горизонтального перемещения привода 5 подвижным штоком 16. На валу шагового электродвигателя 13 установлен крон- 4п штейн 17 с постоянными магнитами 18.

Шаговый двигатель 13 связан с блоком 19 задания скорости вращения 5 привода.

45 !

Ротор 1 содержит цилиндр 20 из немагнитного электропроводнпгп материала с отверстием 21, В верхней части ротора укреплен сердечник 22 из феррита. Ротор 1 беэопорно подвешен в вискозиметрической камере 23, рабочий объем которой закрыт пробкой 24 и связан с узлом заполнения (не показан) эаправочными капиллярами 25 и 26, Термостатирующий объем вискоэиметрической камеры 23 связан с внешним термостатом (не показан) патрубками 27 и 28 (стрелками указано направление течения жиркости).

Оптическая система регистрации

1 периода вращения ротора состоит из источника 29 света, линз 30 и 31, све. товода 32 и фототриода 33, связанного с блоком 6 измерения периола вращения ротора 1. Вискозиметрическая камера 23 вместе с соленидом 4 укреплена на кронштейне 34, установленном на горизонтальном основании 35.

На этом же горизонтальном основании установлена пластина 8.

Причем вискозиметрическая камера

23 вместе с соленоидом 4 установлена относительно горизонтального основания так, что ее ось перпенрикулярна горизонтальной плоскости основания 35 °

Пластина 8 установлена на горизонтальном основании так, что ось привода 5 вращения перпендикулярна горизонтальной плоскости основания 35.

Ротационный вискоэиметр работает следующим образом.

Вискозимстрическая камера 23 через заправочные капилляры 25 и 26 заполняется жидкостью. R рабочем режиме ротор 1 безопорно подвешен в заданном положении при помощи магнитодинамического подвеса. При перемещении ротора 1 в вертикальном направлении сердечник 22 ротора смеща-. ется из положения, симметрично относительно дифференциального датчика 2 положения. смещение сердечника 22 относительно дифференциального датчика 2 положения вызывает появление сигнала разбаланса. Этот сигнал подается на блок 3 регулирования положения ротора, который изменяет ток в соленоиде 4, так, что воздействуя на сердечник 22 ротора 1 и возвращая ротор 1 в исходное положение, сигнал раэбаланса сводится к нулю, тем самым поддерживая в постоянном положении.

Вращение ротора обеспечивается приводом 5 вращения.

Шаговый двигатель 13, управляемый блоком 19 задания скорости вращения 5 привода, вращает кронштейн 17 с укрепленными на нем магнитами 18.

Вращение постоянных магнитов 18 создает вращающееся магнитное поле, которое возбуждает в цилиндре 20 из электропроводного материала вихревые токи. Магнитное поле последних взаимодействуя с вращающимся магнитным полем, приводит цилиндр 20 и

16723 соединенный с ним ротор во вращение (т.е,. вращение цилиндра обеспечивается по принципу вращения ротора асинхронного двигателя) . Ротор 1 вращается с постоянной скоростью, когда момент сил трения, пропорциональный измеряемой вязкости жидкости, уравновешивается моментом сил, возбуждаемых в цилиндре 20 вращаю- !О щимся магнитным полем, при этом период вращения ротора пропорционален измеряемой вязкости.

Период вращения ротора 1 измеряется следующим образом. 15

Световой поток от источника 29 света фокусируется линзой 31 на торце световода 32, проходит через световод

32 и фокусируется линзой 30 на отверстии 21. После отверстия 21 сфокусированный световой поток попадает на фототриод 33. При вращении ротора световой поток периодически прерывается, изменяя при этом амплитуду тока с фототриода 33. Блок 6 измерения периода вращения ротора 1 измеряет период следования импульсов с фототриода 33, тем самым измеряется период вращения ротора 1.

Задание и поддержание необходимой температуры жидкости в рабочем объеме вискозиметрической камеры 23 обеспечивается термостатирующей жидKocTbo> которая прокачивается внешним термостатом через патрубки 27 и

28 и термостатирующий объем вискозиметрической камеры 23., 10стировку ротационного вискозиметра производят следующим образом.

Установку привода 5 вращения отно- 40 сительно ротора 1 в т кое положение, при котором вертикальные колебания ротора 1 не влияют на воспроизводимость периода вращения ротора 1, проводят вертикально, перемецая втулку 45

14 в пластине 8 вместе с шаговым двигателем 13 и кронштейном 17 с постоянными магнитами 18. Найденное положение фиксируют винтом 15.

Совмещение оси вращения привода 5 с осью вращения ротора 1 обеспечивают, перемещая пластину 8 горизонтально вместе с приводом 5 вращения по двум взаимно перпендикулярным коор>5 динатам Х и Y при помощи микрометрических узлов 10.

При этом способ юстировки ротационного вискозиметра, т.е. совмещение

03

6 оси вращения привода с осью вращения ротора заключается в следующем.

Микрометрическим узлом 10 перемещают пластину 8 горизонтально вместе с приводом 5 вращения по координате Х относительно ротора 1. При этом, регистрируя по индикатору 11 величину смещения привода 5, а на блоке 6 период вращения ротора 1, определяют зависимость периода вращения ротора от положения привода относительно ротора . Затем находят по этой зависимости такое положение привода относительно ротора на координате Х, при котором период вращения ротора максимальный, и, перемещая пластину

8, устанавливают привод в это положение по координате Х, Яналогичным образом определяют зависимость периода вращения ротора от положения привода относительно ротора, перемещая привод горизонтально по координатЬ у (не указана), перпендикулярной оси X (т.е. перпендикулярной плоскости чертежа) . После чего находят по этой зависимости такое положение гривода относительно ротора на координате

У, при котором период вращения ротора максимальный, и, перемещая пластину 8, устанавливают привод в это положение. Затем фиксируют положение привода относительно ротора фиксаторами 9, при котором период вращения ротора максимальный для двух взаимно перпендикулярных координат Х и Y.

Зависимость периода вращения ротора от положения привода по отношению к ротору носит колоколообразный характер (близко к параболе), причем в точке максимального периода тангенс угла наклона касательной к кривой равен нулю, а это значит, что при максимальном периоде, т.е. при совмещении оси вращения привода с осью вращения ротора, период вращения ротора практически не зависит от его случайных горизонтальных смецений.

Таким образом, совмещение оси вращения привода с осью вращения ротора исключает прецессию ротора, а следовательно, увеличивает точность измерения. Кроме того, повышается чувствительность вискозиметра к измерению вязкости за счет уменьшения связи между ротором и магнитами привода.

Способ юстировки ротационного вискозиметра обеспечивает возможность

16723 О3

Формула изобретения

15

Составитель Л.Ульянов

Релактор И.щербак Техред Корректор iJI,Патаи

3акаэ 417О тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 контролируемого совмещения с высокой точностью оси вращения привода с осью вращения ротора, что исключает прецессию ротора, а следовательно, повышает точность измерения за счет повышения сходимости периода вращения ротора до величины порядка 1О 4, кроме того повышается чувствительность вискозиметра к иэмельчению вязкости приблизительно в

2 раза. Такая сходимость и чувствительность позволяют измерять малые из-ь менения вязкости (порядка 10

10 т Па с) ) слабоконцентрированных растворов биополимеров по отношению к вязкости растворителя, что важно при биохимических исследованиях для определения массы и Формы биомакромолекул. С

Способ юстировки ротационного вискоэиметра, с магнитодинамической системой подвеса ротора с немагнитным цилиндром иэ электропроводящего материала и с магнитным приволом, включающий установку магнитного привода вращения вне вискоэиметрической камеры относительно беэопорно подвешенного ротора по регистрации периода его вращения, и т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышеHHR точности измерения вязкости, перемещают привод в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным направлениям до получения максимума периода вращения ротора.