Ротационный вискозиметр Советский патент 1978 года по МПК G01N11/14 

альпым механизмом при помощи двойного универсального шарнира (имнульсатора), включающего ведущее звеио 5, промежуточное звено 6, вилки которого расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, и ведомое звено 7-. Угол между осями звеньев не равен нулю. Для изменения массы инерционного звена имеются калиброванные кольца 8. Дифференциальный механизм состоит из центральных колес 9 и 10, соединенных сателлитами 11, свободно посаженными на крестовину 12, водила 13, связанного через колеса 14 и 15 с двигателем 3. Число оборотов инерционного звена 4 измеряется фотоэлектрическим снособом с помощью осветителя 16, перфорированного диска 17 и фотоэлемента 18.

Ротационный вискозиметр работает следующим образом. Если к цилиндру 1 не приложен момент сопротивления (он не погружен в исследуемую среду), то число оборотов его будет максимальным, определяемым числом оборотов двигателя и передаточным отношением дифференциального механизма при остановленном инерционном звене.

Если к цилиндру 1 приложен момент сопротивления (он пропорционален вязкости исследуемой среды), то инерционное звено 4 будет совершать пульсирующее вращение со скоростью, возрастающей по мере увеличения момента сопротивления на цилиндре 1.

Соотношение скоростей вращения цилиндра 1 и инерционного звена 4 подчинено закону, свойственному дифференциальному механизму:

Пд 2«j3 ftjo,

где «9 - число оборотов центрального колеса 9, кинематически связанного с инерционным звеном 4; «13 - число оборотов водила 13; пю - число оборотов центрального колеса 10, жестко скрепленного с цилиндром 1 прибора.

Моменты на валу инерционного звена 4 и на валу, жестко связанном с цилиндром 1 вискозиметра всегда равны между собой и определяются следующим образом.

Момент сопротивления вязкой среды:

м, ,

где со - угловая скорость вращения рабочего органа:

(0-1 30

TI - вязкость исследуемой среды;

k - постоянная прибора, зависящая от радиусов иаружной и внутренней измерительных поверхностей и от высоты рассматриваемого цилиндрического слоя.

Вращение колеса 10 через импзльсатор передается инерционному звену 4, при этом на нем возникают знакопеременные инерционные моменты, определяемые:

М,, f

dt

где ф - момент инерции относительно оси вращения:

(f тг

масса инерционного звена; радиус инерционного звена;

измерение угловой скорости инерционного звена, обусловленное наличием импульсатора (в виде двойного уииверсального щарнира).

Значит, измерение вязкости исследуемого материала сводится к определению числа оборотов измерительного инерционного звена 4, пропорционального моменту сопротивления на цилиндре 1 вискозиметра. Скорость вращения инерционного звена может быть определена различными приборами, такими как механические тахометры, стробоскопы и др. При фотоэлектрическом способе измерения числа оборотов используются осветитель 16, перфорированный диск 17 и фотоэлемент 18 (см. чертеж). Частота возникающих импульсов измеряется частотомером, нроградуированном в единицах вязкости. Прибор калибруется по эталонным жидкостям.

Изменяя массу инерционного звена калиброванными кольцами 8, расширяем диапазон измерений прибора.

Таким образом, ротационный вискозиметр позволяет определять вязкость исследуемых сред методом измерения скорости вращения рабочего органа прибора. Это повышает точность измерений, так как бесконтактный способ измерения скорости позволяет избежать влияния на показания прибора потерь, имеющих место в известных вискозиметрах.

Формула изобретения

1.Ротационный вискозиметр, содержащий расположенный в исследуемой среде цилиндр, соединенный с одним из свободных звеньев дифференциального механизма, второе свободное звено которого связано с синхронным электродвигателем, а третье - с измерительным устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения их диапазона, он дополнительно снабжен инерционным звеном, кинематически связанным с третьим звеном дифференциального механизма через импульсатор и соединенным с измерительным устройством.

2.Ротационный вискозиметр по п. 1, отличающийся тем, что инерционное звено выполнено составным из калиброванных колец.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 141668, кл. G 01N 11/14, 1960.

2.Авторское свидетельство СССР № 191215, кл. G 01N 11/14, 1965.