Капиллярный вискозиметр Советский патент 1986 года по МПК G01N11/04 

Изобретение относится к измерениям для определения вязкости полимеро при воздействии на них электромагнитных полей, а именно поля сверхвысоких частот (СВЧ).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем определения вязкости полимеров в электромагнитном поле.

На фиг. представлен вискозиметр, разрез; на фиг,2 - картина электро-, магнитного поля СВЧ в волноводе в случае бегущей волны.

Капиллярный вискозиметр содержит корпус-волновод 1 прямоугольного сечения, имеющий длину сечения,, рав- 1;ую половине длины электромагнитной волны, в волноводе, и ширину сечения, равную четверти длины электромагнитной волны в ёолноводе, включаюпшй в себя сменные рабочую камеру 2 и капилляр 3, втулки 4,5 и 6, фиксирующие капилляр 3 и рабочую камеру 2, нагружающее устройство, выполненное в виде цилиндра 7 с поршнем 8, установленное за пределами корпуса-волновода на его широкой -стенке.

Рабочую камеру 2 с капилляром 3 располагают в центре корпуса-волновода 1 так, чтобы ось симметрии рабочей камеры 2 пересекла ось симметрии корпуса-волновода и при этом была перпендикулярна плоскости широкой стенки корпуса-волновода . Корпус-волновод 1 присоединяют к генератору СВЧ 9, рабочей камерой 2 в корпусе-волноводе 1 устанавливают поглощающую нагрузку 10.

Все элементы конструкции выполнены в металле, кроме рабочей камеры 2 и капилляра 3, которые выполнены из радиопрозрачного материала, обеспечивающего проникновение электромагнитной волны внутрь рабочей камеры 2 и капилляра 3 без искажения картины электромагнитного поля вокруг оси симметрии рабочей камеры 2.

На фиг.2, представляющей картину электромагнитного поля .ВЧ в волноводе 1 в случае бегущей волны, векторы электрической составляющей напряженности электромагнитного поля обозначены как Е, магнитной составляю- .щей - как Н. В плоскости ZOY располо жена широкая стенка волновода 1, длина которой по оси OY раёна половине длины волны в волноводе. Точки

А И В являются точками пересечения оси симметрии 00 рабочей камеры 2 с плоскостями ргироких стенок волновода 1. В плоскости ZOX расположена

5

0

5

5

0

5

0

5

0

стенка волновода 1„ длина которой по ОСИ ОХ равна четверти длины волны в волноводе 1; ось 0 О - ось симметрии волновода 1.

Вблизи стенки волновода 1, лежащей в плоскости XOY и параллельной ей стенки значение поля близко к нулю. Поэтому, если рабочая камера 2 с капилляром 3 будут расположены инйче, то околовходовая область и капилляр 3 будут расгюложены вне зоны максимальных значений Е и Н, которая находится вблизи оси О О. между плоскостями широких стенок волновода 1.

Экспериментально установлено, что площадь поперечного сечения внутренней полости корпуса-волновода 1 (S| ) должна относиться к площади поперечного сечения цилиндра 7 как

25,0.. 1

(s,)

-.L ч В

Это соотношение площадей является условием наличия концентрированного поля в околовходовой области и в капилляре 3. В противном случае, если указанное условие не выполняется, то в околовходовой области и в капилляре 3 значение поля будет близко к нулю, а через цилиндр 7 будет происходить излучение электромагнитной энергии.

Фиксирующие втулки 4,5 и 6 своей торцовой поверхностью не нарушают геометрию внутренней поверхности волновода 1 о При выступлении торцовой поверхности втулок 4,5 и 6 над внутренней поверхностью волновода 1 происходит искажение картины электромагнитного поля в волноводе 1 таким образом, что поле в околоволновой области и в капилляре 3 близко к нулю. Внутренний диаметр втулки 4 не превьш1ает диаметра внутренней полости цилиндра 7, в противром случае происходит искажение картины электромагнитного поля в волноводе 1 таким-образом, что поле в околоволновой области и в капилляре 3 будет близко к нулю.

Внутренний диаметр втулки 6 равен диаметру капилляра или превьш1ает его на величину, равную толщине стенок капилляра. Так как площадь поперечного сечения внутреннего отверсти втулки 6 значительно меньше S, то заданное соотношение площадей S, /S,, / 25,0 является определяющим условием работы устройства,

Перед началом работы вискозиметр заполняют расплавом полимера или - концентрированным раствором его, затем включают генератор СВЧ 9. После этого осуществляют движение поршня 8 под действием грузов (не показаны). Полимер из рабочей камеры 2 попадает в капилляр 3 и вьщавливается из него Перемещаясь в рабочей камере 2 и ка- пилляре 3, полимер находится в поле бегущей волны, которую устанавливают в корпусе-волноводе 1 между генератором 9 и поглощающей нагрузкой 10. При выходе полимера из капилляра 3 осуществляют замер температуры полимера термопарой (не показана). Одновременно замеряют перемещение вниз поршня в единицу времени.

Формула изобретени

Капиллярный вискозиметр для определения вязкости полимеров, содержащий корпус-волновод, соосно расположенные сменные рабочую камеру и капилляр, нагружакяцее устройство в. виде цилиндра с поршнем, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения вязкости полимеров в электромагнитном поле, корпус-волновод вьшолнен в виде металлической трубы прямоугольного сечения, а рабочая камера .и капилляр - из радиопрозрачного материала, при этом механизм нагружения установлен за пределами корпуса-волновода на широкой стенке волновода.

Фиг. 2

Составитель В.Вощанкин Редактор В.Ковтун Техред А.Кравчук Корректор Л,Патай

6659/35

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Изобретение относится к технике измерения вязкости при воздействии на испытуемый материал силовых полей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей прибора путем, обеспечения возможности измерения ВЯЗКОСТИ при воздействии электромагнитного поля. Под воздействием поршня 8 испытуемый материал (полимер) из камеры 2 попадает в капилляр 3, который находится в поле бегущей волны. Бегущая волна устанавливается в корпусе-волноводе 1 прямоугольного сечения генератором 9 и поглощается нагрузкой 10. 2 ил. i (Л О) со О1 СП 10 qpuz.f