Колебательный вискозиметр Советский патент 1985 года по МПК G01N11/16 

i

Изобретение относится к вибра1щонныъ1 вискозиметрам и предназначено для использования в реологичес ких измерениях.

Кроме слохшости технологии изготовления вибратора вискозиметр имеет электрическую схему, обусловленную применением источника постоянного напряжения.

Цель изобретения упрощение конструкции устройства.

На фиг.1 представлена конструктивная схема вискозиметра; на фиг.2 и 3 - конструкция магнитопровода магнитоупругого датчика с обмотками в двух проекциях} на фиг.4 - схема замещения магнитной цепи магнитопровода магнитоупругого датчика5 на фиг.5 - ключевая схема

Вискозиметр содержит зонд 1, возбулсдающий электромагнитный преобра-ователь с обмотками 2 и 3 и сердечником 4, приемный электромеханический магнитоупругий датчик с магнитопроводом 5, обмотками 6 намагничивания и измерения 7 и 8, ключевую схему на транзисторах 9 и 10, нагрузками которых являются обмотки 2 и 3 электромагнитного преобразователя, а управляющими цепями обмотки 7 и 8 магнитоупругого датчика. Зонд жестко подкреплен к свободному концу магнитоупругого датчика. Напряжение питания вискозиметра подается на обмотку 6 намагничивания магнитоупругого датчика и на коллекторы транзисторов через диод 11.

Колебательный вискозиметр представляет собой релаксационный генератор, времязадающим элементом которого является магнитоупругий датчик усилий с зондом 1 . Генератор собран по ключевой схеме на транзисторах 9 и 10, нагрузками которых являются обмотки 2 и 3 возбуждающего электромагнитного преобразователя. С помощью обмоток 7 и 8 измерения магннтоупругого датчика между ключами на транзисторах 9 и 10 создается положительная обратная связь.

Магнитоупругий датчик содержит закрепленньй магнитопровод 5 с обмотками намагничивания 6 и измерения 7 и 8 (фиг.2), выполненный в виде равнобедренной трапеи;ии с окном, образованным двумя перемычка1807612

ми ed и cd, связываюпщм среднюю точку большого основания с вершинами малого основания. Перемычки расположены по обе стороны ней5 тральной плоскости, параллельно ребрам в парах и попарно с последними в параллельных плоскостях. Большое основание трапеции защемлено, а малое - соединено с концом О зонда 1 .

Магнитоупругий датчик имеет мостовую схему замещения магнитной цепи (фиг.5). В схеме замещения R ,

Mi мг /иэ RM - магнитные

15 сопротивления участков ас (се), аЬ, cd, cb, ed, bd; Рд - магнитодвижущая сила, созданная обмоткой намагничивания, Ф1,ф2, Ф - магнитные потоки. Мостовая схема обеспечивает изме20 некие фазы выходного напряжения датчика на 180 при изменении направления перемещения зонда относительно нейтральной плоскости магнитопровода,

25 Управляют работой транзисторов 9 и 10 выходные напряжения измерительных обмоток 7 и 8 магнитоупругого датчика. Питание вискдзиметра осуществляется от источника пере30 менного тока. Улучшает режим работы транзисторов диод 11, а период колебаний отсчитывает измеритель 12, Вискозиметр работает следующим образом.

jr Транзисторы 9 и. 10 выполняют

роль управляющих резисторов, изменяют ток в обмотках 2 и 3, формирующих усилие на зонде 1, В зависимости от того, в какой из обмо Q ток ток больше, происходит притягивание зонда в сторону соответствующего полюса электромагнитного преобразователя и соответственно угловое перемещение зонда. Если,

45 например, зонд 1 притягивается к

полюсу электромагнитного преобразователя с обмоткой 2, то зонд совершает угловое перемещение влево. Одновременно незащемленный конец

50 магнитоупругого датчика перемещается вправо, вследствие чего участки ed и сЬ магнитопровода датчика (фиг,2) растягиваются, а участки - аЬ и cd сжимаются. Магнитные со-55 противления Кд , R увеличиваются, а Кдл2 ЛА уменьшаются, уравновешенное состояние магнитного моста (фгг,4) нарушается. Через участок

bd (Кд,5) протекает магнитный поток ф и на выходах измерительных обмоток 7 и 8 наводится ЭДС, пропоциональная величине перемещения конца магнитоупругого датчика.Эти напряжения подаются на базы транзисторов 9 и 10 с такой полярностью, что транзистор 10 открывается, а транзистор 9 - закрывается В результате этого через транзистор 10 и обмотку 3 протекает большой ток, а протекание тока через транзистор 9 и обмотку 2 прекращается . Указанное вызывает увеличение усилия в зазоре между правой половиной электромагнитного преобразователя с обмоткой 3 ц зондом 1 и уменьшение усилия в зазоре другой симметричной половины электромагнитного преобразователя. Вследствие этого зонд 1 займет -другое угловое положение. Теперь незащемленный конец магнитоупругого датчика перемещается влево. Участки ed еЬ магнитопровода (фиг.2) сжимаются, а аЬ и cd

растягиваются, рследи R, ствие чего R

. .-д уменьшаются, а R и Кд, увеличиваются. ИзмеМ2

няется направление магнитного потока ф через участок.bd (R ), изменяются фазы на 180 выходных напряжений измерительных обмоток 7 и 8. Транзистор 9 открывается, а транзистор 10 закрывается. Увеличивается ток через обмотку 2, а ток через обмотку 3 уменьшается. Зонд занимает левое крайнее положение и т.д., т.е. схема находится в состоянии непрерывных колебаний,

тем самым приводя в колебательное движение зонд, свободным концом погруженный в исследуемз о среду.

Период (частота) колебаний зонда зависит как от конструктивных и

электрических параметров схемы, так и от вязкости исследуемой среды. Измеритель 12 периода колебаний отградуирован в единицах вязкости. В ключевой схеме диод 11 (фиг.5)

улучшает режим работы транзисторов.

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ВИСКОЗИМЕТР, содержащий зонд, возбу кдающий преобразователь, приемный электромеханический преобразователь, ключевую схему, подключенную своими входами к выходам приемного электромеханического преобразователя, а выходами - к входам возбуждающего преобразователя, и регистратор, о т л ичающийся тем, что, с целью упрощения конструкцрги, приемный электромеханический преобразователь выполнен в виде магнитоупругого датчика, содержащего консольньпЧ магнитопровод с обмоткой намагничивания и двумя выходными обмотками, причем консольный магнитопровод выполнен в форме равнобедренной трапеции с окнами, образованными перемычками, связывающими среднюю точку большого основания с противоположньми вершинами малого, а также верппгны малого и большого оснований, и расположенными накрест попарно по обе стороны нейтральной плоскости, к свободсо ному концу магнитоупругого датчика жестко прикреплен зонд, выходные обмотки расположены на малом основании- трапеции, а обмотка намагничивания обхватывает две перемычки около средней точки большого основания. К| CD |ЯИ1

Фиг.2

8