Ротационный вискозиметр Советский патент 1978 года по МПК G01N11/14 

(54) РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

Изобретение относится к промыишён ности строительных материалов, в част ности к приборам для определения реологических параметров дисперсных сред Известен ротационный вискозиметр содержащий наружный, внутренний и два охранных цилиндра, измерительный вал, при этом между торцами внутреннего и охранного цилиндров установлены эластичные прокладки . ЬдНакЬ известный вискозиметр не обеспечивает высокой точности измерения . Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является ротационный вискозиметр, содержащий термостатированную камеру для исследуемой среды с установленным в ней соосно цилиндром, соединенным с приводом вращения посредством ведущего и ведомого валов с упругим элементом между ними, преобразователь момента и измерительную систему, преобразователь момента выполнен в виде омического датчика 2. Момент, возлействукяций на цилиндр, поворачивающийся в термостатированной камере с исследуемой средой, вызывает закручивание упругого элемента. С помощью измерительной системы осуществляют измерение угла закручивания упругого элемента, при этом показывающий прибор, соединенный с измерительной системой, показывает величину крутящего момента. Точность измерения крутящего момента ± 3%. Однако для более точного измерения крутящего момента необходим большой угол закручивания упругого элемента, составляю.щий почти 360 С. Это ведет к необходимости применения пружины повыиенной упругости, что, в свою очередь, ограничивает применение прибора данной конструкции для измерения других реологических характеристик, например времени релаксации напряжений из-за малой точности измерения этих величин. Целью изобретения является повышение точности измерения. Цель достигается тем, что в предлагаемом ротационном вискозиметре преобразователь момента выполнен в виде магнитной системы, содержащей постоянный магнит и магнитопровод из магнитомягкого материала, датчик Холла, расположенный в воздушных зазорах магнитной системы, причем магнитная система соединена с упругим элементом, 3 а датчик Холла подключен к измерительной системе, На фиг. lизображен предлагаелий ротационный вискозиметр на фиг. 2 преобразователь момента. Ротационный вискозиметр содержит термостатированную камеру 1 для исследуемой среды с цилиндром 2, установленным в камере, привод вращатель ного движения, включающий питаемый от управляемого выпрямителя 3 двигатель 4 постоянного тока, тахогенератор 5, наход5идийся на общем валу с двигателем 4, и редуктор 6. Цилиндр 2 соединен с приводом вращения посредством вертикальных валов - ведущего вала 7 и ведомого вала 8, к которым смонтированы верхний диск 9 и нижний диск 10. Между указанными дисками установлен упругий элемент 11 в виде плоской ПРУЖИНЫ; закрепленной одним концом к держателю 12, смонтированному на верхнем диске 9, а другим концом - к держателю 13, смонтироBaHHoi-iy на нижнем диске 10. Кроме того, вискозиметр снабжен измеритель ной системой, включающей показывающий прибор 14 с источником тока 15. На нижнем диске 10 установлен пре образователь момента 16, выполненный в виде магнитной системы, содержащей постоянный магнит 17 и магнитопровод 18 из магнитомягкого материала и дат чик Холла 19, расположенный в воздушных зазорах магнитной системы и прикрепленный к нижнему диску 10 посредством основания 20. Ширина воздушных зазоров фиксируется перемычками 21 из немагнитного материала. Магнитопровод 18 прикреплен к пла тине 22, установленной с возможност свободного перемещения вдоль своей продольной оси в отверстиях упоров смонтированных на нижнем диске 10. При этом один конец пластины 22 испытывает давление от пружины 24, а другой конец за счет этого прижат к держателю 12 верхнего диска 9. С помощью токовых электродов 25 26 на датчик Холла 19 подается пост янный стабилизированный ток. Датчик Холла 19 подключен к показывающему прибору 14 с помощью потенциальных электродов 27 и 2Q, а питание и съе сигнала с датчика Холла 19 осуществляется через контактные кольца 29. Принцип работы ротационного вискозиметра основан на измерении крутящего момента, величина которого пропорциональна вязкости исследуемо среды, при постоянной скорости вращения рабочего органа. Постоянство скорости .вращения двигателя 4, а, сл довательно, и рабочего органа, поддерживается системой автоматической стабилизации, для осуществления которой введена отрицательная обратна связь по напряжению тахогенератора 5. Вращательное движение от двигателя 4 через редуктор 6 передается на ведущий вал 7, ведомый вал 8 и цилиндр 2. При вращении цилиндра 2 в исследуемой смеси возникает крутящий противодействующий момент, величина которого зависит от вязкости исследуемой среды. Под действием этого крутящего момента происходит деформация упругого элемента 11. Противодействующий со стороны исследуемой -среды крутящий мсадент измеряется преобразователем момента 16, выполненным в виде магнитной системы с постоянным магнитом 17 и магнитопроводом 18, и снабженным датчиком Холла 19. Так. как. датчик Холла 19 укреплен на нижнем диске 10, а магнитная система опирается через пластину 22 на держатель 12 верхнего диска 9, то при взаимном перемещении дисков 9 и 10 происходит взаимное перемещение магнитной системы относительно датчика Холла 19. Вследствие этого между потенциальными электродами 27 и 28 датчика Холла 19 возникает напряжение, пропорциональное моменту, а, следовательно, и вязкости исследуемой среды. Напряжение передается на измерительный прибор 28 через контактные кольца 29. Выполнение преобразователя момента в виде магнитн,ой системы с датчиком Холла, позволяющее использовать различную чувствительность зон датчика Холла к магнитному полю, обеспе- чивает повышение точности измерения (погрешность составляет не более 1%). ПРИ этом возникает возможность использовать упругий элемент с меньшей упругостью, так как угол закручивания у данного ротационного вискозиметра менее 1,5. Это позволяет использовать предложенный вискозиметр для измерения таких реологических характеристик, как например, время релаксации напряжений. Формула изобретения Ротационный вискозиметр, содержащий тремостатированную камеру для исследуемой среды с установленным в ней соосно цилиндром, соединенным с приводом вращения посредством ведущего и ведомого валов с упругим элементом между ними, преобразователь момента и измерительную систему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, преобразователь момента выполнен, в виде магнитной системы, содержащей постоян-ный магнит и магнитопровод из магнитомягкого материала, датчик Холла, расположенный в воздушных зазорах магнитной системы, причем магнитная