Устройство для определения пластичности и вязкости упруговязких материалов Советский патент 1993 года по МПК G01N11/16 

Устройство относится к области исследования физико-механических свойств вещества, а именно, к устройствам для определения вязко упругих характеристик каучукоподобных материалов.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и расчета упруго вязкостных свойств материалов.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - осцилограмма процесса.

Под 1 обозначен двигатель, на валу которого имеется кулачок 2, воздействующий на толкатель (шток) 3 и пружину толкателя 4. Толкатель связан с датчиком перемещения (штока) 5 и опирается на испытываемый образец 6, последний через датчик температуры 7 опирается на компенсирующую пружину 8. Компенсирующая пружина установлена в шарнирах 9, расстояние между которыми регистрируется датчиком перемещений шарниров 10. Информация с датчиков 5,7 и 10 и через усилители 11,12,13 и аналого-цифровые преобразователи поступают на коммутатор 17, связанный с однокристальной микроЭВМ 18, в последнем сигналы обрабатываются по специальной программе и поступают на цифровой индикатор результата 19 или другой регистрирующий прибор, а также фиксируются в блоке программной памяти 20.

00

hO 4 СП

СА О

Устройство работает следующим образом.

Испытываемый образец определенных геометрических размеров устанавливается между толкателем и компенсирующей пружиной. Пружина толкателя поджимает постоянно толкатель и кулачку.

При включении двигателя, кулачок сообщает колебательное движение толкателю (штоку) 3, который воздействует на образец. Датчик 5, установленный на толкателе (штоке) 3, регистрирует колебательное перемещение толкателя (штока) 3, а, значит, и верхний части образца, Компенсирующая пружина имеет жесткость намного больше, чем жесткость образца, и ее малая деформация через шарниры передается на датчик перемещения шарниров, который по существу является датчиком усилий. Если вектор- но сложить сигналы с датчиков 5 и 10 получим, в начальный момент, эллипс 1 на фиг. 2, в течении заданного времени, в связи с необратимой деформацией, определяющей пластичность образца, эллипс 1 переходит в эллипс 2. Смещение А по оси перемещений определяет пластичность образца. Образование эллипса между смещением и усилием связано с потерями энергии в образце 4, а потери энергии определяют вязкость испытываемого образца. Поэтому площадь эллипса на фиг. 2 определяет вязкость материала образца. В предлагаемом устройстве сигналы с датчиков усиливаются и через АЦП поступают на коммутатор, который передает и преобразует информацию на однокристальную микроЭВМ которая по специальной программе ее обрабатывает и

выдает в виде необходимых физических величин на цифровой индикатор результатов измерений.

Датчик температуры служит для контроля температуры в процессе измерений, а также регистрации необходимой температуры, при которой по программе проводятся измерения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию и расчет параметров испытываемых образцов. Формула изобретения Устройство для определения пластичности и вязкости упруговязких материалов, содержащее корпус, в который вставлен шток, механически связанный с приводом задающих перемещений и с датчиком перемещения штока, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и расчета упруговязкостных свойств исследуемого материала, оно дополнительно содержит компенсирующую пружину, закрепленную на двух шарнирах и установленную под местом размещения образца, датчик температуры, установленный на компенсирующей пружине, датчик перемещения шарниров, установленный между шарнирами, три усилителя, три аналого-цифровые преобразователи и блок памяти, причем датчики

связаны через усилители и аналого-цифровые преобразователи с входами цифрового коммутатора, выход которого соединен с входом однокристальной микроЭВМ, к которой подключены также блок индикации и

блок памяти.

Назначение: изобретение относится к области исследования физико-механических свойств вещества, а именно к устройствам для определения вязкоупругих характеристик каучукоподобных материалов. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, шток, датчик перемещения потока, датчик усилий и датчик температуры, связанные через усилители и аналого- цифровые преобразователи с цифровым коммутатором, выход которого подключен к однокристальной микроЭВМ. Устройство содержит компенсирующую пружину, блок индикации и блок программной памяти. 2 ил. Ј