Ротационный вискозиметр Советский патент 1991 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения вязкости и излучения реологических характеристик жидкостей.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже представлена функциональная схема ротационного вискозиметра.

Устройство содержит электропривод 1, внешний цилиндр 2, в котором размещается исследуемая жидкость 3, внутренний воспринимающий цилиндр 4, асинхронный электродвигатель 5 с обмоткой 6 возбуждения и обмоткой 7 управления, датчик 8 углового перемещения, усилитель 9, амплитудные детекторы 10 и 11, компаратор 12, реверсивный счетчик 13, генератор 14 импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦДЛ) 15 с постоянным опорным напряжением, ЦАП 16 с переменным опорным напряжением, регистратор 17 и источник 18 переменного напряжения.

Электропривод 1 механически соединен с внешним цилиндром 2, заполненым исследуемой жидкостью 3, внутри которого соосно расположен внутренни воспринимающий цилиндр 4, закрепленный на одном конце оси асинхронного электродвигателя 5. На другом конце оси асинхронного электродвигателя 5 закреплен датчик 8 углового перемеще ния, выход которого подсоединен чере усилитель 9 к одному выводу обмотки 7 управления асинхронного электродвигателя 5, другой вывод которой подключен через амплитудный детектор JO к одному входу компаратора 12 и через один резистор (не обозначен) к общей шине (не показан). Обмотка 6 возбуждения асинхронного электродвигателя 5 подсоединена одним выводом через конденсатор (не обозначен) к источнику 18 переменного напряжения и другим выводом через амплитудный детектор 11 - и опорному входу ЦАП 16, выход которого соединен с входом регистратора 17, и через другой резистор (не обозначен) - к общей шине. Компаратор 12 подключен другим входом к выходу ЦАП 15 и выходом - к одному входу реверсивного счетчика 13, подсоединенного другим входом к выходу генератора импульсов и выходами - к информационным нходам ЦАП 15 и 16.

0

5

Q 0 5 Q

5

Ротационный вискозиметр работает следующим образом.

При вращении внешнего цилиндра 2 с угловой скоростью (О вследствие наличия вязкости исследуемой жидкости 3, помещаемой внутри него, внутренний воспринимающий цилиндр 4 также начинает поворачиваться, увлекая и ротор датчика 8 угловых перемещении. Сигнал с выхода датчика 8 угловых перемещений поступает на вход усилителя

9,который создает в обмотке 7 управления напряжение, необходимое для останова в гутреннего воспринимающего цилиндра 4, закрепленного на оси ротора асинхронного двигателя 5. Обмотка 6 возбуждения через фазосдвитающую цепь в виде конденсатора соединена с источником переменного напряжения. При этом ток в цепи обмотки 7 управления измеряется амплитудным детектором

10,с иыхода которого постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде измеряемого тока, подается на один вход компаратора 12, который входит

в состав цифрового вольтметра, образованного соединенным с выходом компаратора реверсивным счетчиком 13, генератором 14 импульсов и ЦАП 15, при этом в установившемся режиме на выходе ЦАП 15 присутствует напряжение, равное с точностью до веса мдад- шего разряда цифроаналогового преобразователя напряжению на выходе амплитудного детектора 10, Двоичный код, соответствующий этому напряжению, возникает на выходах реверсивного счетчика 13, соединенного с информационными входами ЦАП 16, осуществляющего перемножение аналогового сигнала и кода, на выходе ЦАП 16 формируется напряжение, равное произведению значения двоичного кода, пропорционального току в обмотке 7 управления, и напряжения на выходе амплитудного детектора 11, пропорционального току в обмотке 6 возбуждения.

Таким образом, выражение для статического момента М , возникающего на оси асинхронного электродвигателя 5 и соответствующего вязкости исследуемой жидкости 3, имеет вид

yiB,

где К - постоянный коэффициентj

In ток в обмотке 7 управления; „ - ток в, обмотке 6 возбуждения.

4-Ю2

K-97irU7K7B rpatS n(lMV

где (О, - синхронная угловая скорость вращения магнитного поля в обмотках асинхронного электродвигателя 5;

- - коэффициент приведения Ig; разность фаз между токами

В

И

U.

г -у - приведенное активное сопротивление ротора синхронного

электродвигателя 5.

В этом выражении К является постоянным коэффициентом, так как влияние изменения rpu от темпрратуры на Мгт незначительно, и его можно не учитывать.

Использование изобретения повэоля- ет повысить точность измерений с 3- 4 до 0,1-0,2% за счет увеличения дос- TOBeRHOcfn определения статического момента асинхронного электродвигателя и момента вязкого трения независимо от изменения напряжения источника электропитания, снижения влияния температуры окружающей среды и прогрева асинхронного электродвигателя. При этом исключается необходимость использования стабилизации напряжения в цепи обмотки возбуждения, что упрощает конструкцию, уменьшает потери электроэнергии, снижает массу и габариты, Снимается ограничение на мощность асинхронного электродвигателя, что позволяет расширить о 2 раза диапазон измерений вязкости исследуемых веществ. Формула изобретения

Ротационный вискозиметр, содержащий электропривод, внешний цилиндр,

10

20

25

15

30

35

40

заполненный исследуемой жидкостью, в которой помещен соосно с внешним цилиндром внутренний воспринимающий цилиндр, датчик углового перемещения, регистратор, конденсатор, асинхронный электродвигатель с обмотками возбуждения и управления, на оси которого с одной стороны закреплен внутренний воспрнннмсшций цилиндр и с другой сторож - датчик углового перемещения, источник переменного напряжения, общую шину и усилитель, под- ключенный входом к выходу датчика углового перемещения- и выходом - к одному ныводу обмотки управления, один вывод обмотки возбуждения подсоединен через конденсатор к источнику переменного напряжения, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два амплитудных детектора, генератор импульсов, два цнфроапалоговых преобразователя, реверсивный счетчик и компаратор, подключенный одним входом к выходу первого амплитудного детектора, другим входом - к выходу первого циф- роаналогового преобразователя и выходом - к одному входу реверсивного счетчика, подсоединенного другим входом к выходу генератора импульсов и выходами - к информационным входам обоих цифроаналоговых преобразователен, первый амплитудный детектор соединен входом с другим выводом обмотки управления, второй амплитудный детектор подключен входом к другому выводу второй обмотки возбуждения и выходом - к опорному входу второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом регистратора.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения вязкости и изучения реологических характеристик жидкостей. Цель изобретения - повышение точности измерений. В известное устройство, содержащее электропривод 1, внешний цилиндр 2 с исследуемой 2 жидкостью, внутренний «оспринимаю- щнй цилиндр 4, асинхронный электродвигатель 5 с обмоткой возбуждения 6 и обмоткой управления 7, датчик углового перемещения 8, усилитель 9 и регистратор 17, введены амплитудные детекторы 10 и II, компаратор 12, реверсивный счетчик 13, гене;атор импульсов 14 и цифроаналоговые преобразователи 15 и 16, что повысит точность измерений за счет повышения достоверности определения статического момента асинхронного электродвигателя и момента вязкого трения независимо от изменения напряжения источника электропитания, снижения влияют температуры окружающей среды и прогрева асинхронного электродвигателя 5 путем введении цепи обратной связи, состоящей из цифроаналогового преобразователя 15 и компаратор 12, при этом отпадает необходимость стабилизации напряжения в цепи обмотки возбуждения, I ил. (Л с& ю со