Вибрационный реологометр Советский патент 1981 года по МПК G01N11/16 

1

Изобретение относится к измерению реологических характеристик дисперсных сред, подверженньрс вибрационному воздействию.

Известны конструкции вибрационных вискозиметров, предназначенных, для измерения вязкости подверженных вибрации дисперсных сред 1.

Недостатком данных устройств является низкая точность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является вибрационный вискозиметр, способ измерения которого основан на зависимости скорости погружения или всплытия чувствительного элемента от вибровязкости среды. В ;Даннети вискозиметре чувствительный элемент представляет собой цилиндр, соединенный через гфужину с грузом и размещенный свободно в отверстии погрузочной площадки 2.

Недостаток этого прибора состоит в погрешности измерений, возникающей в

результате влияния циркул5щионных потоков среды, образующихся ари вибрации емкости,, на скорость погружения или всплытия измерительного элемента.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет устранения влияния циркуляции среды на показания прибора и расширение функциональных возможностей путем измерения вязких, упругих и пластических характеристик исследуемых материалов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее чувствительный элемент, соединенный с датчиком силы, блок нагрузки и держатель дополнительно содержит корпус-втулку с установленным в ней с возможностью вращения полым валом, на верхнем торце которого установлен блок нагрузки, а на нижнем - чувствительный элемент, причем корпус-втулка закреплен на держателе с возможностью возвратно-поступательного перемещения в осевом направлении, и снабжен датчиком, хода, а полый вал снабжен датчиком угловых перемещений. На чертеже представлен вибрационный реологометр, общий вид. Корпус-втулка 1 посредством параллельных рычагов 2, шарниров 3 и пружи 4 упруго закреплен на держателе - неподвижном кронштейне 5. Пружина 4 одним торцом установлена на рычаг 2, а другим - на перемычку 6 кронштейна 5 на котором закреплён датчик 7 хода, дви жок которого соединен с одним из рычагов 2. В верхней части корпуса-втулки 1 на кронштейне 8 закреплены грузы 9. Внутри корпуса-втулки 1 на подшипниках 1О без возможности продольного перемещения смонтирован тонкостенный полый вал 11. На верхнем торце вала внутри кронштейна 8 закреплен шкив 12 на который намотан тросик 13, перекину гый через блсяс 14, прикрепленный к крон штейну 8. К тросику 13 прикреплены грузы 15 и 16. Вал 11 снабжен датчиком 17 угловых перемещений. На нижнем торце вала 11 через 18 силы закреплен чувствительный элемент 19 необходимой формы. Датчик 18 измеряет усилие сопротивления движению чувствительного элемента 19 в исследуемой среде. Датчики 7, 17 и 18 подсоединены к самописцу 20. Для фиксации вала 11 в корпусе-втулке 1 предназначено стопорное устройство 21. Корпус-втулка 1 с грузами 9, а также вал 11 со шкивом 12 и грузами 15 и 16 образуют колеба тельную систему, которая стопорится при необходимости защелкой 22. Вибрационный реологометр работает следующим образом. Измерение пластических свойств среды осуществляется посредством вращения чувствительного элемента 19, опущенно . го в исследуемую среду, под действием груза 15. Скорость вращения вала 11 измеряется датчиком 17 и зависит от пластических свойств f f V -±lM где Т I - текущее и предель ное значения пластичности средьц - вибровязкость; Р и 3 - сила и площадь сдвига нагрузки. Колебательная система при этом застопорена защелкой 22. Измерение упруго-диссипативных свойств основано на избирательных свойствах колебательной системы и осуществляется посредством учета влияния упругих свойств среды на период затухающих колебаний, а вязких - на темп уменьшения амплитуды затухающих колебаНИИ, вал 11 при этом застопорен. Измерение вязкоупругих характеристик осуществляется следующим образом. Подвижной системе сообщается начальное смещение. Под действием восстанавливающих сил пружин 4 чувствительный элемент 19 совершает вместе с подвижной системой затухающие возвратно-поступательные перемещения в среде, которые регистрируются датчиком 7, а усилие сопротивления движению элемента 19 в среде - датчиком 18. Упругое GQ и вязкопластичное do сопротивления пружин и шарниров реологомегра заранее известны. Измеряемые значения упругости G и вязкости d- исследуемой среды вычисляются по формуламlnW illb- du d.lK. гдeTJ j иН- .. период, амплитуда колебаний и коэффициент деформирования подвижной системы при нахождении чувствительного элемента в среде;коэффициент формы чувствительного элемента в среде; - чатотота свободных колебаний подвижной системы в воздухе. Вязкость CL среды может определяться как коэффициент пропорциональности между силой F и скоростью V ггеремеufeHHH чувствительного элемента 19 в исследуемой среде Предлагаемый реологометр позволяет повысить точность измерений за счет того, что чувствительный элемент, периодически перемещаясь многократно пересекает циркуляционные потоки. Кроме того, данным устройством можно измерять вязкие, упругие к пластические характеристики исследуемых материалов. Формула изобретения Вибрационный реологометр, содержащий чувствительный элемент, соединенный