Ротационный вискозиметр Советский патент 1991 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к измерению реологических характеристик, в частности к ротационным вискозиметрам для определения зависимости скорости деформации от напряжения сдвига у строительных материалов, полимеров, пищевых продуктов и других ньютоновских и неньютоновских сред.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей вискозиметра, линеаризация зависимости между управляющим воздействием и задаваемым моментом.

На фиг.1 приведена функциональная схема ротационного вискозиметра, нафиг.2 - механические характеристики асинхронных двигателей (а б в - К2 О.т.е. идеальная характеристика, при которой момент не зависит от скорости вращения).

Вискозиметр содержит асинхронный двигатель 1 с цилиндром 2 и электрическим тахометром 3 на его валу 4, потенциометр 5, соединенный с обмоткой возбуждения электродвигателя, залитываемой от вторичной обмотки трансформатора 6 питания, общая точка обмоток управления и возбуждения, потенциометра и вторичной обмотки трансформатора заземлена, фазовращатель 7, подключенный входом к ползунку потенциометра, а выходом к обмотке управления, первый блок 8 умножения, один вход которого подключен через первый выпрямитель с фильтром 9 к выходной точке вторичной обмотки трансформатора, а второй вход подключен через второй выпрямитель с фильтром 10 к выходу фазовращателя 7, второй блок 11 умножения, один вход которого подключен к выходу блока 8 умножения.

О

ел ю VJ

00

о

второй вход к выходу электрического тахометра 3 через блок 12 коэффициента, сумматор 13, входы которого соединены с выходами блоков 8 и 11 умножения, блок 14 деления, первый вход которого соединен с выходом сумматора 13, а второй входе выходом тахометра 3, индикаторное регистрирующее устройство 15, к входам которого подключены выходы сумматора 13, блока 14 деления и тахометр 3,

Устройство работает следующим образом.

Асинхронный двигатель 1 вращает через вал 4 цилиндр 2, помещенный в измери- тельную среду. При этом момент М0 заторможенного двигателя пропорционален произведению напряжений на обмотках -управления и возбуждения. Электрический сигнал момента М0 образуется на выходе блока 8 умножения, так как на его входах действуют аналоговые сигналы напряжений питания обмоток двигателя, вырабатываемых выпрямителями 9 и 10,

M0 KiUBUy; (1)

где Мо - момент заторможенного двигателя;

1)в - напряжение на обмотке возбуждения;

Uy - напряжение на обмотке управления, сдвинутое относительно Us на 90°;

KI - коэффициент пропорциональности, введенный в один из выпрямителей с фильтром.

При вращении вала 4 электрический тахометр 3 вырабатывает сигнал скорости вращения о.

Коррекция сигнала момента М от изменения скорости производится блоком 11 умножения и блоком 12. Считая зависимость между моментом и скоростью при скоростях ft) (о линейной (фиг.2), можно выражение момента представить в виде + К2М0 (1+ K2«)KoUeUy(1+ + К2со ).(2)

Компенсации сигнала момента от колебаний напряжения питания производится согласно выражениям (1) и (2) через сигналы UB и UB.

Блок 12 коэффициента имеет коэффициент передачи К2. Знак коэффициента определяется типом двигателя. При асинхронных двигателях, имеющих характеристики типа а. К2 0 при характеристиках типа б, К2 0.

Сигнал вязкости получается на выходе блока 14 деления путем деления выходного

сигнала сумматора 13 (М) на выходной сигнал тахометра 3 (а)}. Индикаторное регистрирующее устройство 15 позволяет регистрировать и индицировать аналоговые сигналы момента М, скорости сои вязкости /.

Формула изобретения Ротационный вискозиметр, состоящий из асинхронного двигателя с цилиндромзондом и тахогенератором на его валу, первого выпрямителя с фильтром на обмотках возбуждения и управления, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и линеаризации зависимости между управляющим воздействием и задаваемым моментом, он дополнительно содержит потенциометр, трансформатор питания, фазовращатель, два блока умножения, блок коэффициента,

второй выпрямитель с фильтром, сумматор, блок деления, индикаторное регистрирующее устройство, причем потенциометр соединен с обмоткой возбуждения электродвигателя, подключенной к вторичной обмотке трансформатора питания, фазовращатель подключен входом к потенциометру и выходом к обмотке управления, один вход первого блока умножения подключен через первый выпрямитель с

. фильтром к вторичной обмотке трансформатора питания, а второй вход через второй выпрямитель с фильтром подключен к выходу фазовращателя, первый вход второго блока умножения подключен к выходу первого блока умножения, а второй вход через блок коэффициента - к выходу тахогенера- тора, входы сумматора соединены с выходами первого и второго блоков умножения, один вход блока деления соединен с выходом сумматора, а второй вход - с выходом тахогенератора, один вход индикаторного регистрирующего устройства подключен к выходу сумматора, второй - к выходу блока деления, а третий - к выходу тахогенератора.

Фиг

Изобретение относится к области измерения реологических характеристик, в частности к ротационным вискозиметрам (РВ) для определения кривой течения и реогрзм- мы для ньютоновских и неньютоновских сред. Асинхронный двигатель, применяемый в приводе вискозиметра, используется одновременно в качестве преобразователя крутящего момента. С целью повышения точности в сигнал момента введена компенсация влияния колебаний напряжения питания и наклона механической характеристики двигателя. Изобретение позволяет линеаризировать зависимость между задающим воздействием и моментом. Предлагаемый РВ имеет явные сигналы для снятия кривой течения и реограммы. РВ содержит асинхронный двигатель с цилиндром на его валу. Сигнал момента образуется согласно выражению М UB Uy (1 -t- Kz О)), где М - сигнал момента, UB. Uy - сигналы напряжений на обмотках возбуждения и управления, К2 - коэффициент пропорциональности, О)-,сигнал скорости. 2 ил. СО с