Ротационный вискозиметр Советский патент 1986 года по МПК G01N11/14 

10

IS

20

25

I1276958

Изобретение относится к измере- ИИ физических свойств веществ, в астности их реологических характеистик, и может быть использовано ля автоматизации процесса измереия .

Цель изобретения - повьштение точности измерения и расширение техноогических возможностей вискозиметра.

На фиг. 1 показана конструктивная схема прибора; на фиг. 2 - соединение конического зеркального отражателя с оптоволокном.

Вискозиметр содержит измерительный зонд 1, помещенный в кювету 2 с измеряемым веществом 3. Измерительный зонд посредством упругого элемента 4 соединен со шпинделем 5, который Через р едуктор 6 связан с приводом 7, вал последнего с-помощью редуктора 8 соединен с обоймой 9, на ней закреплено зеркальце 10, которое связано с фотоэлектрическими преобразователями И и 12 чер«з оптоволокна 13 и 14. На их торцах закреплены конические зеркальные отражатели 15 и 16, которые собраны из конического зеркальца 17 и прозрачного колпачка 18. Выходы фотоэлектрических преобразователей П и 12 подключены к входам пороговых элементов 19 и 20, которые собраны из транзисторов 21 и 22, резисторов 23, 24 и 25, 26, выходы пороговых элементов 19 и 20 через формирователи 27 и 28, содержащие конденсаторы 29 и 30, резисторы 31 32 и схемы И 33, 34, соединены с входами триггера 35, а его выход связан с входом схемы И 36, второй вход которой соединен с выходом генератора 37 эталонных импульсов, при этом выход схемы И 36 через счетчики импульсов 38 Я 39 подключен к входу процессора 40. Вязкость исследуемого в,ещества фиксируется регистрирующим прибором 41, подключенным к выходу процессора 40. Световой поток, обо- значенньй стрелками, подан на зеркальце 10 с источника 42 света через дополнительные оптоволокна 43 и 44, параллельно расположенные основным оптоволокнам 13 и 14.

Ротационный вискозиметр работает следующим образом.

Измерительный зонд 1 помещают в исследуемую жидкость 3. Вкд|ючается где 1 привод 7, который через редуктор 6 с регулируемым передаточным отнотени-

ем прив через р Шпиндел мента 4 зонд 1 рительн пленны 43 и 4 та. Эт волокн це 10 жется и 44. товой 14 под преобр товой ностью кие пр торцы отража кие пр но рас щения тового распол волокн

В п мента, мерите тельно ца 10 со сдв ному э и вязк ступаю преобр которы кий си .- говые тели 2 импуль входы другой гера 3 тельно вязког мощью ется э тора 3 считыв дается сор вы зависи

30

35

45

50

55

S

0

5

где 1

ем приводит во вращение шпиндель 5 и через редуктор 8 вращает обойму 9. Шпиндель 5 посредством упругого элемента 4 поворачивает измерительный зонд 1 . Вместе со пгпинделем 5 и измерительным зондом 1 вращаются и закрепленные на них опто)золокна 13, 14, 43 и 44. Включается источник 42 света. Этот световой поток через оптоволокна 43 и 44 поступает на зеркальце 10 в тот момент., когда оно окажется напротив торцов оптоволокон 43 и 44. Отражаясь от иеркальца 10,световой поток через оптоволокна 13 и 14 подается на вход фотоэлектронных преобразователей 11 и 12. Чтобы световой поток с выхода оптоволокон полностью поступал на-фотоэлектрические преобразователи 1 и 12, на их торцы надеты конические зеркальные отражатели 15 и 16. Фотоэлектрические преобразователи 11 и 12 равномерно расположены относительно оси вращения с целью не перекрываемости светового потока в любой момент времени расположенными рядом с другими опто- волокнами.

В процессе вращения за счет момента, возникающего от вязкости,измерительный зонд 1 смещается относительно шпинделя 5, поэтому от зеркальца 10 отражаются два световых потока со сдвигом по времени, гфопорциональ- ному этому моменту5 а следовательно, и вязкости. Эти световые импульсы поступают на входы фотоэлектрических преобразователей П и 12, с выхода которых преобразованный в электрический сигнал импульс поступает на поро- .- говые элементы 19 и 20 и формирователи 27 и 28, где формируются узкие импульсы. Импульсы поступают на входы триггера 35; один - на R-вход, другой - на S-вход. На выходе триггера 35 формируется импульс с длительностью, пропорциональной моменту вязкого трения. Этот импульс с помощью схемы совпадения 36 заполняется эталонными импульсами с генератора 37. Количество импульсов подсчитываются счетчиками 38 и 39 и подается на вход процессора 40. Процессор выполняет вычисление согласно зависимости

i e-vA B -Ej}

.D9. тяг,.,

0

5

5

50

55

2nLw - передаточное отношение редуктора, подсоединенного к обойме 9;

N - количество импульсов на вы ходе счетчика;

Б - радиус кюветы 2;

R - радиус измерительного зон- да;

с - крутильная жесткость упру- того элемента 4;

W - угловая скорость вращения- вала привода;

L - высота измерительного зон- да;

g - ускорение свободного падения;

f - частота эталонных импульсов.

ормула изобретения

Ротационный вискозиметр, содержащий измерительный зонд, привод вра- щения зонда с многоступенчатым редуктором, злемент отсчета в виде зеркальца с фотоэлектрическими преобразователями, установленными на траектории отраженного пятна светово- го потока, измерительн,то систему, выход которой подключен к процессору, ft регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью

0

5

0

повьшения точности измерения и расши - рения технологических возможностей вискозиметра, выходы фотоэлектрических преобразователей связаны с зеркальцем двумя оптическими волокнами, торцовая поверхность одного из.них закреплена на шпинделе привода. Другого - на измерительном зонде, на втором торце волокон установлены конические зеркальные отражатели, вокруг которых симметрично расположены фотоэлектрические преобразователи, выходы последних подсоединены к входу пороговых элементов, вьпсоды которых через формирователи импульсов подключены к входам триггера, а выход триггера связан с входом схемы И, второй вход которой соединен с выходом генератора эталонных импульсов, причем выход схемы И через счетчики импульсов подсоединен .к входу процессора, при этом зеркаль-. це закреплено на обойме, соединенной через редуктор с валом привода, а световой поток подведен к зеркальцу, посредством двух оптических волокон дополнительно введенных параллельно основным.

Изобретение относится к области измерения физических свойств веществ, в частности их реологических характеристик. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение технологических возможностей вискозиметра. Световой поток от источника 42 через оптоволокна 43 и 44 поступает на зеркальце 10. Отражаясь от зеркальца 10, световой поток через оптоволокна 13 и 14 поступает на вход преобразователями II и 12. В процессе вращения зонд 1 смещается относительно пшинделя 5. От зеркальца 10 отразятся два световых потока со сдвигом во времени, пропорциональном этому моменту. 2 ил. ьо а QD СП 00

/4-(1

Составитель В.Вошанкин Редактор В.Ковтун Техред А.Кравчук Корректор С.01екмар

Заказ 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

01/2.2