ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ОТВЕРЖДР.НИЯ ВЯЗКИХ КОМПОЗИЦИЙ Советский патент 1972 года по МПК G01N33/44 

Предлагаемый нрнбор для контроля нроцссса отве)ждсния вязких комнознциГ предназначен для внзуального контроля и автоматической заниси на диаграммной ленте кннсткн нроцесса вулканизации жндких полиэфируретииовых каучуков или других полимеров, приобретающих в процессе реакцин вулкаиизацнн упругне свойства.

Прибор может быть применен в лабораториях и в цехах иреднриятий, производягцих изделия из отверждаемых композшип тина нолиэфируретаиа, а также в лабораториях, изучающих свойства композиций на осиове указаиного нолнмера.

До настоящего времени ие был известен прибор для контроля процесса вулкапизацнн вязких комнознций, например жидких полиэфируретановых каучуков. Известен прибор для контроля полимеризации смол путем измерения вязкости и температуры реакции. Прибор содержит вибратор с зондом, ногружениым в исследуемый материал, схемы для возбуждения мехаиическнх колебаний зонда на фиксироваиной частоте и измерения амилитуды колебаний зонда в исследуемом материале. Однако по кривой «вязкость - время можно определить лишь время начала процесса полимеризации, окончание процесса определяется по максимальной температуре реакции, так как на конечной стадни нолимсризацин изменение вязкости известным прибором ие регистрируется.

Б нроиессе иулканизацнн композиции, например нолиэфнруретаиа, наряду с нзменеиием вязкости, значительно возрастают его ун;)тие свойства, образующпйся в результате вулканизацпи эластомер также обладает ярковыражеипыми упругими свойствамн. Поэтому предлагаемый прибор работает но прпнцину нзмереиия нарамет)а, ха)актеризующего упругие CBoiicTBa композиции, напрпмер лолнуфнру)етаиу, в процессе его вулканизации. Таким параметром является резоиаисиая частота колебательиого контура, образуемого эле: ентами самого прибора и вулканизуемой комнозицней. Величниа pesonaHCHOii частоты зависит от величииы динамического модуля сдвига материала. Предлагаемый прибор иозволяет определить время начала и окоичаиия процесса вулканизации, а также регистрирует иа движущейся диаграммной ленте характер процесса вулканизации.

Па фиг. 1 изображена принципнальпая электрическая схелга прибора, на фиг. 2 - эквивалентная схема механического колебательного контура, иа фиг. 3 - схема вибратора, на основе которого выполпен колебательный контур. ческих KOJieoainiii, частота которых зависит от Белич111 Ы динамического модуля сдпша вулканизуемой компознцин; элементов цепи отрицательной обратной связи но пнтанию автогенератора, нредназначенно для стабплизацни н анлитуды колебаний зонда вибратора в вулканизуемой ко.мнозиц1ги црн изменении вязкости носледнего; схемы измерения н зацисп на диаграммной ленте частоты электрических колебаний, генерируемых автогенератором; стабилнзнрованного источннка иитан и я. Автогенератор электрических колебаннй {см. фт1г. 1 и 2) СОСТ01ГГ из транзистора /, вынолня1О1це10 роль усилителя электрнческих колебаний; электромеханического нреобразователя вибратора 2, который преобразует мгновенные значения коллекториого тока /л транзистора / и мгновенные значения возмущающей механической силы f; механнческого колебательного контура, содержащего массу ,, упругий элемент 4 нодвижной системы вибратора и массу 5, унругий элемент 6 и исследуемый объем 7 вулканнзуемой комиозицпи, например полиэфнруретаиа, связанного с зондом 8 вибратора; электромеханического гфеобразователя 9 вибратора, создающего напряженце но положительной обратной связи с. цепи базы транзистора /, где 10 - входное сопротивление цени базы транзнстора, /,-,- М1новенпое значение тока базы. Механический колебательный контур автогенератора выполнен на основе вибратора, конструкция НОДВ1ОКИОЙ системы которого изображена па фиг. 3. Электромеханические преобразователи 2 и 5 нредставляют co6oi две жестко связанные катушки, нодвешенные на иружине //в магнитном иоле постоянного магнита 12. Взаимное расположение катущек таково, что электромагнитная связь между ними сведена к минимуму, а имеется только электромеханическая связь, обусловленная совместным движеннем двух жестко связаигиз1х катущек, в магнитном ноле иостояииого .1агннта. ( катушками жестко соединен зонд 6, погружаемый в нсследуемую композицию. При иодаче папряження питаппя иа транзистор / (см. фиг. 1) в автогенераторе возникают электрические колебаиия, частота кото)ых определяется параметрами механического колебательного контура. Для стабилизации амилитуды колебаии ; зонда 8 вибратора в вулканизуемой комнозн при иЗМенении вязкости иоследней в нриборе используется отрицательная обратная связь по напряжению питания автогенератора, которая в схеме реализуется следующим образом. При уменьшении вязкости материала увеличивается амплитуда колебаний зонда 8 и связанных с ним электромеханических преобразователей 2 и Я что приводит в копечном счете к увеличению амплитуды переменного напряжения, подаваемого с нреоб)азователя 9 через согласуюи1,нй т 1аисфо|1мато|1 V. переменный |)СЗ |стор // в базу транзистора /Л. Прн увеличивается постояниая составляющая тока трапзисто|)а /5, что увеличивает падение нанряже1П1я иа сонротивлении /&, в результате чего ностояниое напряжение иа конденсаторе /7, являющееся ианряжеиием питания автогенератора, уменьшается. Это приводит к уменыпепию тока /к транзистора /, что уменьшает велнч П1у возбуждающей силы, и соответственно, амилитуду колебаний зонда 8. При увеличении вязкости комнознцнн, Bijiзываюнгей уменьшение амнл1ггуды колеба1 нн зоида, ироцесс стабилизации идет аналотчно, ио со cMCHoii знака )ан1ения изменяющихся велнчгпг. Для регулирования глубины обратной связи служит неремениый резистор М. Стабилитрон 18 предназначен для 01раниче1П1я 1анряження на конденсаторе /7 и транзисторах /5 и / при отключенни пли заклииивани; вибратора. С коллектора транзистора / через конденсатор 19 электрнческие колебания иоступа;(лна схему измерения и автоматическо) занисн частоты, которая состоит из усилителя-ограиичнтеля, вынолнеииого на транзисторе 20, н днфферепцнрующей цеиочкн, состоящей j;3 конденсатора 21, сопротивления рал11 и самонИШущего миллиамперметра 22 и щуитируюии1Х резисторов 23 и 24, необходимых для калибровки ирибора. Электрнческие колебаиия, ностуиающпе на траизнстор 20, преобразуются усилителемограничителем в прямоугольные нмпульсы. Прямоугольные импульсы дифференцируются при помощи конденсатора 21. Полученные в результате днфференцирования импульсы положительной и отрицательной нолярпостн выпрямляются мостовой схемой, выполненной на диодах 25, 26, 27, 28 и подаются на рамку само1пншущего миллиалтерметра 22. Отклонение стрелки-пера миллиамперметра пронорцпопально среднему значению тока, иротекающего через его рамку, а среднее значение чока в данном случае определяется количеством дифференцированных нмпульсов, подаваемых на рамку ирибора в единицу )ременн. Таким образом, показания прибора нропорциональны частоте электрических колебаний, снимаемых с автогенератора. Псточн1п : пнтаиия ирибора состонт из попнжающего трансформатора 29, выпря.мителя 30, собранного иа мостовой схеме на д;1одах, сглаживающего фильтра, включающего конденсаторы 3 и 32 и резнстор 33 и схемы стабилизатора напряження гпгтанпя, которая выполнена па транзисторе 34, резисторе 35 н стабилитронах 36, 37, 38.

зондом, ио1р же11иы.1 в исследуемый материал, и ycTpoiicTiso для periicTijamni результатов измерении, отличающийся тем, что, с целью оиределеиия кииетики вулканизации комиозиции, конечиые иродукты реакции кото)ых обладают упругими своГгствами, вибратор снабжен стабилизатором амплитуды колебаппи зонда и катушками электромагнитiii i нреобраз(и;;пхме11 и расположен н no.ie иостояпиого магнита так, что образует совместно с IICCлeд}e rol I компознцпо ме.ханичеcKiiii колебательный контур, :1езонансная частота которого определяет частоту колебании генератора.

.ъ

/ /

X / / / / / / / / / / / у /

WWi7

/ /

/ /