Способ настройки ротационного вискозиметра Советский патент 1987 года по МПК G01N11/14 

11363014

Изобретение относится к .измерению

вязкости ротационными вискозиметрами и может быть использовано для их настройки,

Цель изобретения - повышение точности настройки ротационного вискозиметра посредством более точного учета трения в подшипниках и нелинейности торсиона.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Ротор 1 вискозиметра помещают в ньютоновскую жидкость 2. Вращение от вала привода 3 передается через пружину 4 на вал 5 ротора 1, вращающегося в подшипниках 6 качения. На валу 5 ротора 1 возникает момент, обусловленный вязкостными свойствами ньютоновской жидкости 2, и пружина 4 закручивается на некоторый угол. Шторка 7, укрепленная на валу привода 3, проходя через датчик 8 (оптрон нал пара), перекрывает световой поток, в результате чего формирователь 9 выдает старт -импульс, который открывает ключ 10, управляющий счетчиком 11, и импульсы от оси генерато ра 12 квантующих импульсов проходят на вход счетчика 11.

При прохождений шторки 13, закрепленной на валу 5 ротора 1, через датчик 14 (датчик угла закручивания дружины) формирователь 15 выдает стоп -импульс, закрывающий ключ 10.

Угол, образующийся между шторками 7 и 13, равен

с(,(2

(П

dip - угол расстройки нулевого положения (для конкретного вискозиметра, подлежащего настройке dl const, o/j - угол закручивания пружины 4, обусловленный вязкостью ньютоновской жидкости 2 при вращении в ней ротора 1. Количество импульсов, прошедших

счетчик 11, равно

N

f +

- ы

(2)

со - угловая скорость вращения ротора 1 v

f - частота квантующих импульсов генератора 12,

, М /2 С

(3)

М - крутящий момент, обусловлен- ный вязкостью ньютоновской жидкости 2 и уравновешенный пружиной 4, С - жесткость пружины 4,

М

(4)

где ч К

вязкость ньютоновской жидкости 2 J

коэффициент, зависящий от геометрических параметров ротора 1.

Подставим (4) и (3) в (2) с учетом, что dy const получим

- 2

N

w

f +

К -с

(5)

Из выражения (5) видно, что количество импульсов, прошедших на счетчик 11, обусловленное углом o/j , не

зависит от скорости вращения ротора 1, а количество импульсов, прошедших на счетчик 1.1, обусловленное углом cf , зависит от скорости вращения ротора 1.

Следовател1 но, показания вискозиметра на различных скоростях будут одинаковыми только тогда, когда о(, 0, т.е. когда отсутствует расстройка нулевого положения шторок 7 и 13

вискозиметра.

Настройку ротационного вискозиметра осуществляют следующим образом. Ротор 1 помещают в ньютоновскую жидкость 2, включают привод 3 на выбранной скорости и снимают показания. Затем скорость вращения ротора 1 снижают до следующего значения, снимают показания и перемещением датчика 14, как указано стрелками на чертеже,

добиваются одинаковых показаний на первой и второй скоростях вращения ротора 1. Указанные операции повторяют и при следующем снижении скорости вращения ротора 1 и т.д. до получения одинаковых показаний на выбранных скоростях вращения ротора 1.

Вязкость ньютоновской жидкости 2 выбирается из условия обеспечения закручивания пружины 4 на максимальный рабочий угол при максимальной скорости, на которой производится настройка вискозиметра.

Интервал изменения скоростей вращения ротора 1 в пределах одного

порядка (в 10 раз) обеспечивает настройку вискозиметра во всем диапазоне рабочих углов закручивания пружины А, что позволяет учитывать и ос- реднять погрешность от нелинейности пружины.

Количество скоростей вращения ротора 1, на которых производится настройка, не должно быть меньше трех, а располагаться в выбранном интервале они должны равномерно, так, чтобы обеспечивали настройку вискозиметра при максимальном, среднем и минимальном рабочих углах закручивания пружи- ны 4.

Из рассмотрения зависимости (5) видно, что целесообразно начинать настройку с максимальной скорости, так как первое слагаемое, т.е. коли- чество импульсов, прошедших на счетчик 11, обусловленное углом расстройки о(, в этом случае минимальное, в результате чего показания вискозиметра ближе всего к показаниям, которые будут получены в результате проведенной настройки.

Для конкретных моделей ротационных вискозиметров с широким диапазоном скоростей вращения ротора настрой-зо совпадающих показаний на различных

ку целесообразно проводить в середине этого диапазона.

Предлагаемый способ (по сравнению с известными) повьш1ает точность настройки вискозиметра на нуль, за счет того, что позволяет частично учитывать и осреднять нелинейность пружины, так как настройка производится при различных углах закручивания, обусловленных различными скоростями вращения ротора в ньютоновской жидкости, более полно учитывать трение в подшипниках за счет того, что при настройке они работают под нагрузкой, т.е. в таком же режиме, как и в процессе измерения, сузить диапазон разброса показаний вискозиметра, так как ньютоновская жидкость оказывает демпфирующее влияние через ротор на измерительную систему и эффективно подавляет колебания измерительной системы, даже на резонансных частотах вращения ротора, повышает удобство настройки вискозиметра, так как резко сужается диапазон разброса показаний.

Формула изобретения

1. Способ настройки ротационного вискозиметра с вращающимся торсионом путем установки датчика угла закручивания торсиона при вращении ротора вискозиметра с постоянной скоростью, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности настройки посредством более точного учета трения в подшипниках и нелинейности торсиона, вращение ротора осуществляют в ньютоновской жидкости, а установку датчика угла закручивания торсиона проводят до получения

5

0

скоростях вращения ротора.

2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что ньютоновскую жидкость выбирают с такой вязкостью, которая при выбранной скорости вращения ротора обеспечивает закручивание упругого элемента на максимальный рабочий угол.

3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что величину скоростей вращения ротора последовательно сни,жают в пределах одного порядка, а их количество в этом интервале принимают не менее трех.

//

Изобретение относится к измерению вязкости ротационными вискрзимет- рами и может быть использовано для их настройки. Цель изобретения - повьшение точности настройки посредством более точного учета трения в подшипни сах и нелинейности торсиона. Установку датчика угла закручивания торсиона осуществляют по совпадающим показаниям при различных скоростях вращения ротора. со о со

Редактор А.Ревин

Составитель В.Крутин Техред А.Кравчук

Заказ 6395/31 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Т

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

Корректор В.Гирняк