Эластовискозиметр Советский патент 1987 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к устройтвам для измерения и регистрации язкоупруги-х характеристик различых материалов, в частности полимерных, и может быть и-спользовано в хиической, нефтехимической, пищевой других отраслях промьшленности ля исследования кинетики деформа- ЩИ сдвига при постоянном напряжеии сдвига.

Целью изобретения является увелиение точности измерения вязкости.

На чертеже показана функциональная схема эластовискозиметра.

Устройство содержит наружный изерительный цилиндр 1, внутренний измерительньш цилиндр 2, торсион 3, крутильную головку 45 микроскоп 5 отсчета угла закручивания, следящую систему, состоящую из преобразователя 6 угла рассогласования, регулятора 7 скорости вращения исполнительного элемента следящей системы j, исполнительного элемента следящей системы - электродвнгатепя 8 с редуктором 9 измеритель 10 скорости вращения исполнительного элемента, следящей системы и термостатную рубашку 1 1 ,

Эластовискозиметр устроен следующим образом

НаружньпЧ: 1 и BHj-тренний 2 измерительные цилиндры создают измерительную полость для исследуемого материала (могут также использоваться другие измерительные поверхности: конус -- диск; конус - конус и т.д.). Внутренний измерительный цилиндр 2 подвешен к торсиону 3 (в качестве которого может использоваться кварцевая нить., обеспечивающая высокую стабильность задания крутящего момента; крутящий момент легко определять после градуировки кварцевой нити по линейной зависимости М

fO

15

35

20

25

30

40

45

,крОТ угла закручива 1ия торсиона в определенном диапазоне углов закручивания),. Верхний конец торсиона 3 закреплен в крутильной головке 4, Угол закручи-50 вания торсиона 3 отсчитывается с помощью микроскопа 5 отчета угла закручивания. Следящая система состоит из преобразователя 6 угла рассогласования (например, фотоэлектрического), 55 связанного через крутильную головку 4. с верхним концом торсиона 3, а на нижнем конце торсиопа 3 укреплен чувствительньй элемент преобразова

5

теля 6 угла рассогласования (в случае фотоэлектрического преобразователя это зеркало). Регулятор 7 скорости вращения исполнительного элемента следящей системы подсоединен к выходу преобразователя 6 угла рассогласования и. связан с исполнительным элементом следящей системы - электродвигателем 8 с редуктором 9, которьй в свою очередь механически связан с Крутильной головкой 4. В качестве измерителя 10 скорости вра- щения, исполнительного элемента следящей системы может использоваться преобразователь угла с дифференцирующим устройством или индуктивный преобразователь.

Для регулирования температуры в измерительной полости между наружным 1 и внутренним 2 измерительными цилиндрами первьй из них помещен в термостатную рубашку 11„

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый материал помещается между наружньгм и внутренним измерительными цилиндрами 1 и 2, Первоначальный угол закручивания торсио- на 3 и, следовательно, требуемое напряжение сдвига создается крутильной головкой 4, которая после этого жестко связывается с выходом редуктора 9.

В процессе измерения угол закру- 5 чивания торсиона 3 начинает уменьшаться (вследствие поворота, внутреннего измерительного цилиндра 2 в исследуемом материале), на выходе преобразователя 6 угла рассогласования появляется сигнал, поступающий на вход регулятора 7 скорости вращения исполнительного элемента следящей системы, управляющего электродвигателем 8, которьш через редуктор 9

0

5

0

0

5

0 5

вращает крутильную головку 4, в которой закреплен верхний конец торсиона 3, и, таким образом, уменьшение угла закручивания торсиона 3 компенсиру ет- ся вращением верхнего конца торсиона 3 с крутильной головкой 4, т.е. угол закручивания торсиона 3 и крутящий момент на оси внутреннего измерительного цилиндра 2 поддерживаются постоянными.

При увеличении скорости вращения внутреннего измерительного цилиндра 2 увеличивается сигнал на выходе

преобразователя 6 угла рассогласо

вания, что приводит к увеличению скорости вращения электродвигателя 8 и, следовательно, верхнего конца тор сиона 3, чем обеспечивается постоям- ство крутящего момента в широком диапазоне скоростей сдвига. Скорость вращения исполнительного элемента следящей системы пропорциональна скорости вращения внутреннего измерительного цилиндра 2, поэтому с помощью измерителя 10 скорости вращения исполнительного элемента следящей системы можно определить скорость сдвига и, следовательно, вязкость исследуемого материала при заданном значении крутящего момента. Влияние данных эффектов устраняется за счет воздушной подушки, создаваемой в коническом дн е внутреннего измерительного цилиндра 2. Нижняя граница диапазона скоростей сдвига ограничивается только минимальной скоростью вращения исполнительного элемента следящей системы (около 10 с ) Расчетная погрешность измерения вязкости не превышает 4%.

83619

Ф о

fO

-. . J5

20

рмула изобретения Эластовискозиметр, содержащий на- ружньй и внутренний Измерительные цилиндры, торсион, к которому подвешен внутренний измерительный цилиндр, крутильную головку, в которой закреплен верхний конец торсиона, ми-/ кроскоп отсчета угла закручивания, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений вязкости при низких скоростях сдви- га, дополнительно йведены следящая система, состоящая из связанного через крутильную головку с верхним концом -торсиона преобразователя угла рассогласования, чувствительный элемент которого укреплен на нижнем конце торсиона, исполнительного элемента следящей системы, выполненного в виде электродвигателя с редуктором, кинематически связанных с крутильной головкой, регулятора скорости вращения исполнительного элемента следящей системы, соединенного с выходом преобразователя угла рассогласования, и измеритель скорости вращения исполнительного элемента следящей системы.

Редактор М. Келемеш

Составитель В. Крутин

Техред В.Кадар, Корректор И. Муска

Заказ 7430/40Тираж 77ЬПодписное

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