Устройство для измерения параметров твердофазной полимеризации при механических воздействиях на вещество Советский патент 1989 года по МПК G01N25/02 

Изобретение относится к исследованию физико-химических превращений веществ под действием механических сил, в частности процессов твердофазной полимерна ации.

Цель изобретения - повышение производительности и достоверности измерений при постоянстве механических напряжений в веществе.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит неподвижную наковальню 1 и подвижную наковальню 2, установленную на опоре качения 3 и кинематически связанную с приводом 4 поворота и приводом 5 осевого нагружения. Исследуемое вещество 6 помещается между наковальнями. Датчик

7 теплового потока выполнен в виде термоэлектрических измерительных батарей. Устройство содержит также датчик 8 углового перемещения наковальни 2 и датчик 9 скорости ее поворота, датчик 10 усилия поворота и датчик 11 нагружения, задатчик 12 теплового потока, измерительные усилители 13 и 14, дифференциальный усилитель 15, блок 16 умножения, делитель 17, блок 18 управления приводом поворота, блок 19 регистрации, блок 20 термостатирования и регулятор 21 усилия„

Датчик 7 теплового потока подключен на входы измерительных усилителей 13 и 14. Выходы измерительного усилителя 13 и задатчика 12 теплового потока включены на разные входы дифференциального усилителя 15, выход которого связан с входом блока

18управления приводом 4 поворота наковальни 2. Датчик 9 скорости поворота и датчик 10 усилия поворота включены на входы блока 16 умножения выход которого соединен с блоком 19 регистрации и через делитель 17 с суммирующим входом измерительного усилителя 14, вьгкод которого соединен с блоком 19 регистрации. К блоку

19регистрации подключен выход датчи ка 11 усилия осевого нагружения и датчик 8 углового перемещения, выход которого соединен также с блоком 18 управления приводом 4 поворота на

ковальни 2. К блокам 18 и 19 подключен также датчик 9 скорости поворота наковальни 2.

Устройство работает следующим образом.

15

20

25

,

10

оя, 45 у

4532832

Исследуемое вещество 6 помещают между наковальнями 1 и 2, включают блок 20 термостатирования и привод 5 осевого нагружения наковален 1 и 2, через опору качения 3 обеспечивают механическое воздействие на вещество 6, и при достижении наковальнями заданной начальной температуры подведения процесса включают в работу привод 4 поворота накйвальни 2. Привод 4 с помощью задатчика угла поворота в блоке 18 управления приводом 4 производит поворот наковальни 2 на заданный угол, контролируемый дифференциальным датчиком 8 углового.перемещения, определяющим относительный поворот прилегающих к веществу 6 торцов наковален 1 и 2. Сигнал, пропорциональный механической мощности, вводимой в вещество 6, формируется блоком 16 умножения по сигналам датчика 9 скорости поворота и датчика усилия поворота и подается в блок 19 регистрации параметров и на делитель 17„ Датчик 7 теплового потока подает на входы измерительных усилителей 13 и 14 сигнал, пропорциональный общей тепловой мощности, выделяющейся в веществе в результате химического превращения и механической мощности, расходуемой в веществе на сдвиговую деформацию. При этом общая тепловая мощность поддерживается постоянной для обеспечения изотермических условий протекания процесса. Для этого сигнал с измерительного усилителя 13, соответствующий суммарной мощности, и сигнал с задатчика 12 теплового потока подают на разные входы дифференциального усилителя 15, с выхода которого сигнал, являющийся задатчиком скорости поворота наковальни 2, поступает на вход блока 18 управления приводом 4 поворота, поддерживающего скорость сдвиговой деформации вещест30

35

40

ва 6 такой, чтобы суммарный тепловой поток оставался постоянным и равным заданному, обеспечивая изотермические условия в веществе 6. Дпя выделения теплового эффекта процесса твердофазной полимеризации выходной сигнал блока 16 умножения, пропорциональный введенной в вещество 6 механической мощности, через делитель 17 подшот на суммирующий вход измерительного усилителя 14, на выходе которого получают напряжение, соответствующее тепловому эф

3

фекту процесса. Это напряжение подают на вход блока 19 регистрации, н другие входы которого подают также сигналы с датчика 11 осевого усилия, датчика 8 углового перемещения и датчика 9 скорости поворота, обеспечивая непрерывную запись величины угла поворота.

Настройку делителя 7 устройства осуществляют по веществу, не дающему теплового эффекта реакции, например полимеру. При этом настройкой коэффициента передачи делителя устанавливают сигнал с измерительного усилителя 14 равным нулю. Калибровку датчика 7, задатчика 12 и измерительных усилителей 13 и 14 производят с помощью нагревательного элемента с известной мощрюстью,помещенного между наковальнями I и 2,

Определение начальных и граничных параметров производят следующим образом. К регулятору 21 усилия подключают программное устройство (не показано), осуществляющее линейньй закон изменения осевого усилия сжатия наковален 1 и 2, включают в работу устройство и производят сканирование р.егулятора 21 усилия по программе, что позволяет установить граничные параметры осевого усилия и суммарного теплового потока при заданной температуре блока 20 термо- статирования значение которых при исследовании заводятся в виде напряжений соответственно в регулятор 21 осевого усилия и задатчика 12.

10

15

40

20

53283

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров твердофазной полимеризации при механических воздействиях на вещество, содержащее наковальни, привод осевого нагружения наковален с датчиком нагружения и регулятором усилия, привод поворота одной из наковален с датчиками ее углового перемещения, усилия поворота и блоком управления, блок термостатирования и блок регистрации, связанный с датчиками углового перемещения и нагружения, р тличающееся тем, что, с целью повышения производительности и достоверности измерений, оно снабжено датчиком теплового потока от вещества, закрепленным на наковальнях, задатчиком теплового потока, датчиком скорости поворота, блоком умножения, делителем, двумя одинаковыми измерительными и одним дифференциальным усилителями, при этом датчик теплового потока подключен на входы измерительных усилителей, выход первого измерительного усилителя и задатчик теплового потока включены на разные входы дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом блока управления приводом поворота, датчики скорости и усилия поворота включены на входы блока умножения, выход которого соединен через делитель с суммирующим входом второго измерительного усилителя, выход которого соединен с блоком регистрации, а датчик скорости поворота и выходы блока умножения и второго измерительного усилителя соединены с блоком регистрации.

25

30

35

Изобретение касается исследования физико-химических превращений веществ под действием механических сил при постоянной температуре, в частности процессов твердофазной полимеризации. Цель изобретения - повышение производительности и достоверности измерений. Устройство содержит неподвижную и подвижную наковальни, приводы поворота и осевого нагружения, датчики теплового потока, углового перемещения, скорости поворота, усилия поворота и нагружения, задатчик теплового потока, два измерительных и дифференциальный усилители, блоки умножения, управления приводом поворота, термостатирования и регистрации и регулятор усилия. Сигналы датчиков через усилители и блок умножения поступают в схемы термостатирования и регулятора усилия и далее на приводы поворота и осевого нагружения, что позволяет регулировать вводимую в вещество мощность и обеспечивать изотермические условия процесса твердофазной полимеризации. 1 ил. § С/