Вибрационный вискозиметр Советский патент 1992 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к приборам для измерения вязкости сред и сыпучести дисперсных порошковых материалов.

Известен вибрационный вискозиметр, содержащий вибрационный датчик с зондом, состоящий из верхнего и нижнего нео- днородных стержней и разделенных мембраной, выполненный на базе механот- рона 6МХ1Б, блок питания механотрона, систему возбуждения маятниковых колебаний зонда, генератор звуковых колебаний и систему измерения выходного сигнала датчика. Колебания зонда обеспечиваются системой генерации, позволяющей плавно менять частоту колебаний При этом амплитуда маятниковых колебаний зонда, пропорциональная частоте колебаний и вязкости исследуемого материала, регист-. рируется прибооом измерительной системы

Недостатком данного вискозиметра является низкая чувствительность и невысокая достоверность получаемых результатов

контроля из-за недостаточной точности измерения. Это объясняется тем, что система возбуждения маятниковых колебаний возбуждает зонд с частотой вынужденных (задаваемых) колебаний. Кроме того данный механотронный вискозиметр может быть использован только для определения вязкости жидких материалов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является вибродатчик вязкости, содержащий электромагнитный возбудитель колебаний исследуемого материала, располагаемого во время испытаний в емкости с перпендикулярными основанию боковыми стенками и вторичный преобразователь вязкости. В известном устройстве возбуждают колебательные перемещения лотка с исследуемым материалом в вертикальном направлении с помощью задатчика /скорения устанавливается требуемое значение ускорения, получают сигнал, пропорциональный частоте заданных колебаний, и расчетным путем по

ю

VI

XI

формуле для линейной колебательной системы и тэрировочным кривым определяют вязкость исследуемого материала.

Недостатком известного вибродатчика вязкости являемся низкая точность определения вязкости исследуемого материала, обусТюепенная тем, что возбуждаются вынужденные, колебания с заданной частотой, а не собственные колебания, частота кото- рь1х пгЗямо, Э не косвенно и зависит от вяз- ко стй исс л едуемого материала, если последний включен в динамическую колебательную систему. Кроме того, функциональные возможности известного вибродатчика не позволяют использовать его для расширения круга исследуемых материалов, например для определения сыпучести дисперсных порошковых материалов.

Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение круга исследуемых материалов.

В конструкцию вибрационного вискозиметра, содержащую электромагнитный возбудитель колебаний исследуемого материала,располагаемого во время испытаний в емкости с перпендикулярными основанию боковыми стенками и вторичный преобразователь вязкости, дополнительно введены консольно закрепленная балка, на свободном конце которой жестко установлена пластина с ферромагнитными накладками, симметричными оси жесткости балки, кронштейн с постоянным магнитом на конце, закрепленный на свободном конце балки в плоскости, перпендикулярной оси жесткости балки, индукционные датчики, установленные симметрично постоянному магниту, вибровозбудители, установленные симметрично ферромагнитным накладкам, емкость, установленная на пластине, с перпендикулярными основанию боковыми стенками, снабженная герметичной крышкой.

Предлагаемый вибрационный вискозиметр отличается от известного тем, что принцип действия его основан на образовании самовозбуждающегося контура, состоящего из балки с емкостью, пластины, индукционных датчиков, усилителя возбуждения низкой частоты, причем консольная балка с емкостью в этом контуре является частотно-избирательным звеном, позволяющим возбуждать колебания (крутильные) динамической системы только с авторезонансной частотой.

На фиг.1 представлен прибор, общий вид; на фиг.2 - схема вибрационного вискозиметра; на фиг.З - график зависимости частоты авторезонансных колебаний системы

балка - емкость - исследуемый материал: на фиг.4 - блок-схема прибора.

Вибрационный вискозиметр содержит вибровозбудители 1, выполненные в виде

спаренных электромагнитов с осевым зазором между сердечниками, индукционные датчики 2, между которыми помещается постоянный магнит 3, закрепленный на кронштейне 4, усилитель 5 возбуждения низкой

0 частоты, выходы которого связаны с вибровозбудителями 1 и частотомером 6, дозатор, состоящий из мерного стакана 7. пружины 8 и контрольной метки 9, силовую раму 10, на которой консольно закреплена балка 11 с

5 жестко закрепленными на ее свободном конце пластиной 12 с ферромагнитными накладками 13 и емкостью 14 с герметичной крышкой и заливной горловиной 15 и краном 16 слива.

0 Вибрационный вискозиметр работает следующим образом.

Перед включением прибора в мерный стакан 7 помещается исследуемый материал 17 (фиг.2) в количестве, определяемом

5 мерным стаканаом 7 по контрольным меткам 9 с помощью оттарированной пружины 8. Затем точно отмеренная масса исследуемого материала помещается в емкость 14 через заливную горловину 15, выполненную

0 в герметичной крышке емкости 14. Включается прибор и при движении постоянного магнита 3 между индукционными датчиками 2 в последних возникает сигнал в виде ЭДС индукции с частотой авторезонансных кру5 тильных колебаний динамической системы: балки 11с емкостью 14 и исследуемым материалом 17. Выработанный датчиками 2 сигнал поступает в усилитель 5 возбуждения низкой частоты.

0 Пройдя через усилитель 5. усиленный сигнал подается на обмотки блоков силовых электромагнитов 1. причем сигнал подается в каждый полупериод колебаний на обмотки диагонально противоположных электромаг5 нитов 1. При этом в электромагнитах 1 возникает переменное магнитное поле, энергия которого через ферромагнитные накладки 13 пластины 12, закрепленной на балке 11 перпендикулярно оси жесткости

0 последней, передается на консольно закрепленную балку 11с закрепленной на ней емкостью 14 и исследуемым материалом 17. вызывая ее колебания относительно оси жесткости балки 11. Так как плечи пластины 12

5 относительно оси жесткости балки 11 равны между собой, а электромагниты 1 имеют одинаковые характеристики, то силы воздействия на каждое плечо пластины 12 одинаковы и возбуждают только крутильные колебания балки 11 с емкостью 14

Колебания балки с емкостью 14 передаются на исследуемый материал 17, находящийся в емкости 14, вызывая его колебания в замкнутой полости. Соударение волн исследуемого материала приводит к возникновению диссилативных сил и к уменьшению частоты авторезонансных колебаний системы балка - емкость - исследуемый материал. Зная замеренные ранее эталонные частоты колебаний пустой емко- сти 14 и емкости с исследуемым материалом, когда емкость заполнена последним на 100%, и сравнивая их с показаниями частотомера 6 при контрольном замере, получают величину вязкости исследуемого материала. Слив исследуемого материала 17 производится из емкости 14 через кран 16.

Применение в устройстве схемы само- возбуждающегося контура, а в схеме - вы- сокочувствительного индукционного датчика 2 велосимметрического типа, обеспечивает значительное повышение точности измерения и позволяет расширить круг исследуемых материалов. Раздельное и изолированное расположение силовых электромагнитов 1 (вибровозбудителей), индукционных датчиков 2 и постоянного магнита 3, обеспеченное с помощью крон-

штейна 4, повышает чувствительность прибора.

Предлагаемый вибрационный вискозиметр может быть использован для определения сыпучести дисперсных порошковых материалов.

Формула изобретения Вибрационный вискозиметр, содержащий электромагнитный возбудитель колебаний исследуемого материала, располагаемого во время испытаний в емкости с перпендикулярными основанию боковыми стенками, и вторичный преобразователь вязкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения круга исследуемых материалов, он дополнительно снабжен консольно закрепленной балкой, на свободном конце которой жестко установлена пластина с ферромагнитыми накладками , симметричными оси жесткости балки, и кронштейном с постоянным магнитом на койце. а также снабжен индукционными датчиками, установленными симметрично постоянному магниту, и вибровозбудителями, установленными симметрично ферромагнитным накладкам, а на пластине установлена емкость с перпендикулярными основанию боковыми стенками, снабженная герметичной крышкой.

Изобретение относится к приборам для измерения вязкости жидких сред и сыпучести дисперсных порошковых материалов. Вискозиметр снабжен консольно закрепленной балкой, на свободном конце которой жестко установлена пластина с ферромагнитными, симметричными оси жесткости балки; кронштейном с постоянным магнитом на конце, плоскость которого перпендикулярна оси жесткости балки, индукционными датчиками, установленными симметрично постоянному магниту, вибровозбудителями в виде двух пар соосных электромагнитов, установленных с одинаковыми осевыми зазорами симметрично ферромагнитным накладкам На пластине размещена емкость с перпендикулярными основанию боковыми стенками, снабженная герметичной крышкой. 4 ил.

Риг. 2

Риг.З.

/. стс

Частотно избирательное $дено

1

Фиг 4