Датчик частотно-фазового виброреометра Советский патент 1983 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к исследованию вязкоупругих свойств материалов при динамических режимах нагружения, а именно в режиме .вынужденных колебаний. Основным требованием, предъявляемым к Д|9тчикам сдвиговых виброреометров, является то, чтобы они были колебательными системами с одной степенью свободы. В режиме вынужденных колебаний такие системы участвуют одновременно в двух колебательных движениях. Первое представляет собой собственное колебательное движение, которое является затухающим и по истечении некоторого вре мени практически исчезает. Оно опреде- ляет продолжительность переходных процессов устройства. Второе колебательное движение происходит с частотой возмущающей силы. Оно не затухает, а продолжается, пока действует возмущающая сила. Известен датчик виброреометра, содер жащий неподвижное основание, к которому крепятся рабочие платформы при помощи пружинных элементов С11 Однако этот датчик имеет низкую соб- ственную частоту кааебаний (WQ) и высокую добротность, что сужает диапазон частот частотно-фазовых измерений в дорезонансной области деформирования. . Кроме того, он имеет большие габаритные размерь упругих подвесок, чтобы обеспечить деформирование с большими амплитудами, которое зависит от прогиба упругих элементов подвесок.. Наиболее близким к изобретению является датчик, включающий неподвижное основание, к которому прикреплена неподвижная платформа и посредством пружинных элементов подвешена подвижная плат форма, между которыми помещен образец исследуемого материала 2.. Однако при такой ксиструкции рабочего усзла колебательная система имеет две степени свободы, так как при прогибах упругих элементов подвески происходит смещение платформы еще и в направлении, перпендикулярном к направлению деформирования. Поэтому исследуемь1Й материал подвергается не чистому сдвиговому деформированию. Расширить диапазон рабочих частот и амплитуд деформирования в дорезонансном режиме можно увеличением собственной частоты колебаний системы. Собствен ная частота колебаний системы определяется по формуле с- где С - жесткость упругой подвески; П) - масса пойвижных элементов. Как видно из формулы, проще всего собственную частоту колебаний изменять, меняя либо жесткость системы, либо ее массу, причем значительное увеличение жесткости упругой подвески вызывает сильное сужение диапазона амплитуд деформирования, а уменьшение массы подвижных элементов ограничено конструктивными соображениями. Целью изобретения является расщиреi ние диапазона частот при одновременном уменьшении габаритных размеров устройства. Указанная цепь достигается тем, что в датчике частотно-фазового виброреометра, содержащем неподвижное основание, к KOTOpOTviy прикреплена неподвижная платформа и посредством пруяшнных элементов подвешена подвижная платформа, мeжs ду которыкй помещен образец исследуемого материала, пружинные элементы подвески подвижной платформы выполнены в виде замкнутых рамок, внутри которых закреплены вкладыши из вязкоупругого материала. Такая конструкция датчика обеспечивает увеличение собственной частоты собственных колебаний и параметра затуха-г ния по сравнению с известными устройствами. Предложенная система имеет тоиь:КО одну степень свободы. I На фиг. 1 схематически изображен рабочий узел виброрёометра, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Датчик частотно-фазового виброреометра состоит из неподвижного основания 1, к которому прикреплены нижняя платформа 2 и на четырех подвесках, выполненных в виде спаренных упругих замкнутых рамок 3, расположенных в плоскости, паралллельной и перпендикулярной плоскости, деформирования образца, верхняя платформа 4. Внутрь упругих рамок вставпены вкладьпии из вязкоупругого материала 5. Для зажима между платформами испытуемогч) образца 6 нижняя платформа соединена с ходовым винтом 7, перемещающим ее в вертикальном направлении. Генератор 8 механических ко.1ебаний соединен с платформой 4 тягой 9, а датчик 10 - тягой 11. Устройство работает следующим обазом. Образец 6 материала помещают межу платформами 2 и 4 и зажимают вином 7. Генератором 8 возбуждают колебаивя платформы 4, которые передаются на образец 6, Модуль сдвига и динамическую вязкость образца определяют путем частотно-фазовых измерений.

Использование предлагаемого изобре: тения по СраЬнеЕгаю с известными устройctbffMii обеспечивает Деформирование исследуемого материала строго при сдвиговом деформировании, позволяет расши- рнть диапазон рабочих частот н амплитуд (Деформирования, устраняет нежелательное

резонирование пружинных элементов под- вески за счет демфирования вклад1 пиами; из вязкоупругого материала.

Применение предлагаемого изобретения позвол11т более Toi4HO в широком див пазоне.изменения частот и амплитуд on ределять модуль сдвига и динамическую вязкость расплавов и растворов полимеров, а также композиций на их основе что позволит определить оптимальные ре жимы переработки таких систем.

ДАТЧИК ЧАСТОТНО-ФАЗОВСи ,, ГО ВИБРОРЕОМЕТРА, включающий непоДг:вижное основание, к которому прикреплена неподвижная платформа и посредством пружинных элементов подвешена подвиж- . ная платформа, между которыми помешен образец исследуемого материала, о т л ичающийся тем, что, с цельк) расширения диапазона частот при одновременном уменьшении габаритных размеров устройства, пружинные элементы подвески по;: ижной платформы выполнены в виде замкнутых рамок, внутри которых закреплены вкладыши из вяетсоупругого матёрнала. СП ;tsD Р

/у/у

/777

Фиг. 2