Ротационный эластовискозиметр Советский патент 1984 года по МПК G01N11/14 

со а сд

: со

РОТАЦИОННЫЙ ЗЛАСТОВИСКОЗИ 1МЕТР, состоящий из коаксиально рас,положенных внешнего цилиндра, внутреннего цилиндра с приводом, промежуточного цилиндра, разделяюсчего ёмкость для испытуемого раствора от ёмкости для эталонной жидкости, следящего устройства, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции прибора и расширения диапазона измерений, внешний цилиндр снабжен обмоткой возбуждения магнитного поля, вход которой .соединен с выходом следующего устройства, причем в качестве зташонной идкости применен ферромагнитный раствор.

f- X

Изобретение относится к области измерения механических характеристик коллоидных и полимерных растворов, в частности к приборам для измерения вязкости и тиксотропии структурированных систем.

Известен ротационный эластовискозиметр для измерения реологических параметров дисперсных систем. Он содержит коаксиально расположенные цилиндрые.привод, измерительный узел и термостатирукщую рубашку L .

Наиболее близким к изобретению является эластовискозиметр, состоящий из коаксиально расположенных внешнего цилиндра, внутреннего цилиндра с приводом, промежуточного цилиндра, разделянлцего емкость для испытуемого раствора от емкости для эталонной жидкости, следящего устройства. Так как вязкость ньютоновской (эталонной жидкости известна, то предварительная градуировка прибора позволяет, не прибегая к сложным вычислениям, определять сдвиговое напряжение. Измерение тиксотролий предполагается расчетным путем на основе угла поворота промежуточного цилиндра при нарушении состояния равновесия И.

Недостатком известного эластовискозиметра является сложность конструкции. Кроме ТОГО; прибор реализует динамический способ измерения тиксотропии, при этом возникает существенная погрешность измерения : при из учен ИИ быстропротекаюмих процессов вследствие большой инерцйоин ости элементов- регулирования я торможения электродвигателя.

Целью изобретения является упрощение конструкции прибора и расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в ротационном эластовискоэиметре, состоящем из коаксиально расположенных внешнего цилиндра с приводом, промежуточного цилиндра, разделяющего емкость для испытуемого раствора от емкости для эталон- . ной жидкости, следящего устройства., внешний цилиндр снабжен возбуждения магнитного поля, которой соединен с выходом следящего устройства, причем в качестве эталонной жидкости применен ферромагнитный раствор,

На чертеже изображен ротационный эластовискозиметр, общий вид,

Наружный цилиндр 1 заполнен ферромагнитным раствором 2, в котором находится промежуточный цилиндр 3 заполненный испытуемым материалом 4,, в который погружен внутренний цилиндр 5

Внутренний цилиндр 5 вращается от,привела, гостоя1чего из электрр.двигателя б, коробки 7 скоростей и тормозящего устройства 8. Перемещение цилиндра 3 регистрируется следящим устройством, .состоящим из датчика 9 (фотоэлектрический, импульсный электромагнитный и ТоД.), преобразователя 10 и обмотки 11 возбуждения магнитного поля.

В качестве эталонной жидкости применяется коллоидный ферромагнитный раствор 2, определяющими свойствами которого являются хорошая устойчивость и зависимость вязкости от напряженности внешнего магнитного поля в очень широких пределах, При этом системс1 управления вязкостью такого рсютвора практически безинерционна.

В режиме измерения напряжения сдвига и пластической вязкости ротационный вискозиметр работает следующим образомс

Иссл«гдуемую жидкость помещают в цилиндр 3, цилиндр 5 приводится во вращение с постоянной скоростью. Пр вращении цилиндра 5 начинает вращаться цилиндр 3. Следящее устройст 9, 10 вырабатывает сигнал постоянного тока, амплитуда которого пропорциональна перемещению промежуточного цилиндра 3. Увеличение выходного тока преобразователя 10 через обмотку 11 возбуждения магнитного поля поддерживает вязкость ферромагнитного раствора такой, чтобы промежуточный цилиндр 3 был практически неподвижен,Так как вязкость ферромагнитного раствора в функции тока ;управления известна, то изменение Iвеличины тока предварительно отгра дуировано в единицах вязкости, позволяет определить сдвиговое напряжение для любой стадии деформации. Абсолютная величина тока при этом пропорциональна пластической вязкости исследуемого вещества.

В режиме измерения тиксотропии устройство работает следующим образом.

После достижения нeoбxoди юй деформации одновременно редко останавливают цилиндр 5.и снимают напряжение с обмотки 11, при этом цилиндр выходит из состояния равновесия вследствие того, что на него действует эластически деформированный исследуемый материал. По углу поворота промежуточного цилиндра определяют обратимую деформацию материала.

При измерении реологических характеристик в динамических режимах испытания, например в процессе затвердевания вещества, эластовискОзиметр работает следуюглим образом

Как и в предыдущем режиме достигают необходимой степени разруше310965394

ния структуры при вращении цилинд-влияние инерционных потоков на рера 5 с постоянной скоростью. Затемзультаты измерений. отключают напряжение только с обмотки 11 возбуждения магнитного по- Использование обмотки возбуждения Ля. При этом практически мгновенномагнитного поля в сочетании с Ферровосстанавливается первоначальная 5магнитным раствором вместо регули;в язкость ферромагнитного раствора,рукхцего электропривода выгодно ота цилиндр 3 постепенно выходит наличает предлагаемый ротационный режим враадения с постоянной скоростью,эластовискозиметр от известного, Время и амплитуда этого переход-так как существенно упрощается конного процесса характеризуют глубину 10струкция прибора, снижается его энерразрушения.и степень восстановлениягоемкость, расширяется диапазон иэструктуры исследуемого вещества.мерений. в результате расширяется Устройство предварительно калибру-область применения устройства и ют по феррожидкости с известным ходомустраняется необходимость разработки изменения вязкости, что исключает 15подобных приборов.