Конический пластометр Советский патент 1980 года по МПК G01N11/10 

Изобретение относится к устройствам для определения реологических параметров дисперсных сред.

Известен конический пластометр 5 включающий чашечку с образцом, конус, тарелку с пригрузами и устройство для измерения максимального погруже.ния конуса под действием этих пригрузов.10

Такое устройство позволяет замерить пластическую прочность образцов со значительной погрешностью

Известен конический пластометр 23 включающий конус, чашу с испытываемым.с образцом, профилированный клин для задания закономерности погружения, привод перемещения клина, пружину и индикатор положения конуса.

Устройство характеризуется допол- 2Q нительной погрешностью в измерении усилия за счет деформации пружины.

Известен конический пластометр 3 состоящий из основания, конуса, укрепленного вертикально вершиной 25 вниз на нижнем конце, весьма жесткого работающего на сжатие упругого элемента датчика усилия в виде показывающего стрелочного динамометра, и чашечки с исследуемым образцом, на-двигающейся снизу на конус кулачком, приводимым в движение двигателем через редуктор. В процессе всего погружения до предельной глубины производится измерение возникающего усилия с помощью стрелочного индикатора (динамометра). Максимальному усилию в 20 кгс соответствует смещение конуса из-за сжатия пружины динамометра в 0,2 мм, что составляет 4% от предельной глубины погружения конуса в образец.

Этот конический пластометр обладает двумя основными недостатками:

деформация упругого элемента динамометра хоть и мала при весьма жестких динамометрах, принципиально существует и налагается на перемещение конуса относительно исследуемого образца (,на погружение конуса) как погрешность;

переход от одной закономерности перемещения конуса на другую путем замены сменных шаблонов занимает много времени, что кроме неудобств и снижения производительности экспериментов существенно сужает область или даже исключает ГОЗМОЖНОСТЕ

Применения пластометра, особенно ля быстротвердеющйх сред.

Целью изобретения является повыение точности измерения и расширения области применения пластометра. Цель достигается тем, что он допо/1нительно содержит прикрепленный к конусу шток, полый шпиндель с зубчатой рейкой,датчик перемещения, сравнивающее устройство, электронный программный задатчик, усилитель, саописец и вертикальную прикрепленную к основанию стойку, причем конус прикреплен посредством штока и упругого элемента к полому шпинделю с зубчатой рейкой, соединенной, в свою очередь через редуктор с электродви гателем, датчик усилия соединен с одним концом со шпинделем, а другим - со штоком, датчик перемещения соединен одним концом со штоком, а другим - через стойку и основание с чашечкой с исследуемым образцом, а входы датчика перемещения и программного задатчика подключены к, сравнивающему устройству, выход которого через усилитель соединен с электродвигателем, при этом самописец подключен к выходу датчика усилия.

Электронный программный задатчик, сравнивающее устпойство, усилитель, двигатель, редуктор, шпиндель, упругцй элемент, шток и датчик перемещения составляют замкнутую следящую систему, обеспечивающую, заданное перемещение конуса независимо от деформации Упругого элемента, а различные закономерности перемещения задаются с помощью электронного программного задатчика, имеющего гибкую и быструю настройку.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Конический пластометр состоит из основания 1, к которому крепится вертикальная стой{ а 2 и чашечка 3 с исследуемым образцом 4. Конус 5 прикреплен посредством штока б и упругого элемента 7 к полому щпинделю 8 с зубчатой рейкой, через которую шпинделю сообщается вертикальное перемещение через редуктор 9 от электродвигателя 10. Датчик 11 усилия соединен одним концом со шпинделем 8, а другим - со штоком б, измеряет таким образом перемещение штока относительно шпинделя вследствие деформации упругого элемента 7 и регистрирует величину этого перемещения, пропорциональную усилию, на самописце 12. Датчик 13 перемещения соединен одним концом со штоком 6, а другим через стойку 2 и основание 1 с чашечкой 3, измеряя таким образом перемещение конуса 5 относительно исследуемого образца 4 и выдавая электрический сигнал, пропорциональный этому: перемещению.

на сравнивающее устройство 14, ко второму входу которого подключен электронный программный зада:тчик 15 а выход которого через усилитель 16 соединен с электродвигателем 10. Электронный программный задатчик имеет гибкую настройку и состоит из электронных интегратора и набора линейного и нелинейных функциональных преобразователей.

Конический пластометр работает следующим образом.

Электронный программный задатчик 15, сравнивающее устройство 14, усилитель 16, двигатель 10, редуктор 9, шпиндель 8, упругий элемент 7 шток б и датчик 13 перемещения составляют замкнутую следящую систему, к выходу которой прикреплен конус 5 В сравнивающем устройстве 14 происходит сравнение задающего сигнала электронного программного задатчика 15 с выходным сигналом датчика 13 перемещения, отображающим положение конуса 5 относительно исследуемого образца 4. Выделенный сигнал рассогласования усиливается усилителем 16 и используется для управления двигателем 10, который посредством редуктора 9 через шпиндель 8 и упругий элемент 7 производит перемещение конуса 5 относительно исследуемого образца 4. Таким образом, конус 5 перемещается относительно исследуемого образца 4 строго по программе электронного программного задатчика 15, а изменение возникающего усилия во времени, измеренное датчиком 11 усилия с вынесенным упругим элементом 7, регистрирует самрписец 12.

Строгое слежение конусом 5 программы электронного программного аадатчика 15 особенно важно при измерении релаксации исследуемого образца 4, т.е. при измерении усилия после прекращения изменения сигнала электронного программного задатчика 15, равнозначного в данном пластометре останову конуса 5, так как данный пластометр осуществляет автоматическую компенсацию последующего изменения деформации (выпрямления) упругого элемента 7, путем соответствующего перемещения шпинделя 8 в противоположном направлении.

Формула изобретения

Конический пластометр для определения реологических параметров дисперсных сред, включающий основание, конус, прикрепленный вертикально вершиной вниз к упругому элементу датчика усилия, чашечку с исследуемым образцом, двигатель и редуктор, отличающийся тем, что, с целью

повышения точности измерений, он до|полнительно содержит прикрепленный К конусу шток, полый шпиндель с зубчатой рейкой, датчик перемещения, сравнивающее устройство, электронный программный задатчик, усилитель, самописец и вертикальную прикрепленную к основанию стойку, причем конус прикреплен посредством штока и упругого элемента к полому шпинделю с зубчатой рейкой, соединенной через редуктор с элекродвигателем, датчик усилия соединен одним концом со шпинделем, а другим - со штоком, датчик перемещения соединен одним концом со штоком, а другим - через вертикальную стойку и основание с чашечкой

с исследуемым образцом, а входы датчика перемещения и программного задатчика подключены к сравнивающему устройству, выход которого через усилитель соединен с электродвигателем, при этом самописец подключён к выходу датчика усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

lABTopcKoe свидетельство СССР W486250, кл. (3 01 N 11/10, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР 352196, кл. Q 01 N 11/12, 1973..

3.Есипова Л.Н., Михайлов Н.В. Коллоидный журнал. Том. 31, 2, 1968 (прототип).