Колебательный вискозиметр Советский патент 1981 года по МПК G01N11/16 

для управления герконами приводит, с од11011 стороны, к утял елению (дополнительному механическому нагружению) подвижного элемента, а с другой - значительно усложняет процесс регулировки системы, так как перемещение зонда происходит с небольшой амплитудой, а для срабатывания герконов требуется большой перепад уровня магнитного потока. Кроме того, усилие, создаюш,ее колебания, и усилие, переключаюш,ее герконы, имеют одну и ту же природу - магиитную, что усложняет решение вопроса об экранировании цепи управления.

Целью настоящего изобретения является повышение паделсности и точности измерения.

Для достижения этой цели вибратор с зондом укреплен на двух элементах, вынолненных из электронроводного эластомера с наполнением из мелкодисперсного металлического порошка, электрически связанных со схемой унравления электромагнитом. Кроме того, электромагнит возбуждения содержит три одгюименных полюса, иричем крайние имеют обмотки возбуждения, а средний выполнен из намагниченного магпитотвердого материала.

На фиг. 1 изображен предлагаемый вискозиметр; на фиг. 2 - узел крепления вибратора с зондом; на фиг. 3 - электрическая схема замещения вискозиметра, поясняющая его принцип действия.

Колебательный вискозиметр представляет собой релаксационный генератор, времязадающим элементогл которого является вибратор 1 с апериодическим зондом 2, свободный конец которого погрул ается в исследуемую среду 3. Генератор собран по ключевой схеме на транзисторах TI и TZ, нагрузками которых являются возбуладаюнд,ие преобразователи 4 и 5 - катушки индуктивности, размещенные на сердечнике электромаг1и-1та 6, поляризованного постоянным магнитом 7. Наличие постояпиого .магнита улучщает энергетпческие показатели процесса формироваиия усилия в зазоре.

Уиравляют работой транзисторов управляющие иреобразователи 8 и 9, представляющие собой элемеиты конструкции, выиолненные из электропроводного эластомера. Эластомеры находятся в узле крепления вибратора с якорями, распололсеннымн с зазорами у полюсов электромагнита, и служат также эластичными соединениями подвил ного элемента вибратора с неподвил иым основанием 10. Нитание вискозиметра осуществляется от источника постоянпого иапрялсепня 11. Период колебания или частоту регистрирует измеритель периода колебаний или частотомер 12.

Корпус вибратора из магнитомягкого материала представляет собой полый цилиндр

13 с закрепленными на внешней поверхностн двумя якорями 14 и 15 электромагнита и с внутренними выстунами 16 и 17. Нерпендикулярно якорям к корпусу вибратора закренлеи коисольно зонд 2. Ненодвижное основание узла состоит из двух частей 18 и 19, изолированных одна относительно другой с помощью перегородки 20. Крепленпе ненодвилсного узла в датчике вязкости нроизводится с помощью винта 21 с насаженной на него шайбой 22 из изолирующего материала. Простраиство между внутренними выстунами вибратора 16 и 17 и выстунами 23 и 24 неиодвилчного основания

заливается эластомером, который после отвердевания и соответствуюшей обработки образует эластичный элемент креиления, соеднняющий нодвил ное основание вибратора с иенодвижиым креплением, одновременно формируя тензорезистивные элементы цепи обратной связи. Лаковые изоляционные покрытия 25 и 26 позволяют сформировать тензорезисторы с необходимой площадью прилегания к металлическим токоведущим частям, т. е. с заданной начальной величиной электрического сонротнвления.

Тензорезистор 8, имеющий сопротивление 8, совместно с резистором Ri образует делитель напрял ения, питающий базовую цень транзистора Г с эквивалентом нагрузки Z4. Аналогичное назначение элементов схемы Rg, R2 и Zs.

Работа вискозиметра происходит следующим образом.

Транзисторы TI и Т, выполняя роль управляющих резисторов, изменяют ток в обмотках 4 и 5, формирующих усилия на

якорях 14 и 15 вибраторов. В зависимости от того, в какой из обмоток ток больше, нронсходит притягивание соответствующего якоря к полюсу электромагнита с этой обмоткой, и происходит угловое перемещенне

зонда. Если, например, произощло притягивание якоря 14 к полюсу электромагппта с обмоткой 4, то зонд совершит угловое перемещение вправо. Одновременно тензорезистор 8 растянется, а 9 - сол мется.

Следовательно, сонротивление RS увеличится, а RQ - уменьщится, что приведет к умеиьшеиию тока транзистора TI н увеличению тока транзистора TZ. Указанное повлечет за собой увеличенне тока, проходящего

по обмотке 5, что вызовет увеличение усилия в зазоре между левой половиной электромагнита с обмоткой 5 и якорем 15 и уменьшение усилия в зазоре другой симметричной половины электромагнита.

Вследствие этого вибратор займет другое угловое положение и т. д., т. е. схема будет находиться в состоянии непрерывных колебаний, тем самым приводя в колебательное движение зонда, свободным конЦом иогруженный в исследуемую среду.

Период (частота) колебаний зонда зависит как от конструктивных и электрических параметров, так и от коэффициента демпфирования (вязкости) исследуемой среды. Измеритель периода колебаний 12 отградуирован в единицах вязкости, что позволяет вести непосредственный отсчет измеряемой величины по шкале прибора.

Предлагаемый вискозиметр отличается наличием тензорезисторов из электропроводного эластомера в цепи обратной связи, изменяющих свое сопротивление в такт с колебаниями вибратора таким образом, что эти изменения имеют противофазный характер. Эти же тензорезисторы используются и как элементы эластичного соединения (подвески) подвижной и неподвнжпой частей узла крепления вибратора.

Ввиду простоты предлагаемый колебательный вискозиметр найдет применение в технологическом оборудовании, обеспечиваюш,ем высококачественный ремонт бытовой техники и при проведении паучно-псследовательских работ как элемент экспериментальных установок.

Формула изобретения

1. Колебательный вискозиметр, содержащий электромагнит возбуждения колебаний

вибратора с зондом, электрическую схему уиравлення электромагнитом, узел крепления вибратора, регистратор выходного сигнала и блок питания, отличающийся тем, что, с целью новыщення надежности и точности измерения, вибратор с зондом укреплен на двух элементах, выполненных из электропроводного эластомера с наполнением 3 мелкодисперсного металлического порошка, электрически связанных со схемой управления электромагнитом.

2. Вискозиметр по п. 1, отличающийс я тем, что электромагнит возбуждения содерлсит три одноименных полюса, причем крайние обмотки возбуждения, а средний выполнен из намагниченного магнитотвердого материала.

Источники информации, принятые во вниманне нри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Л° 314118, кл. G OIN 11/14, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР .YO 369468, кл. G OIN 11/16, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР № 284422, кл. G OIN 11/16, 1969 (прототип).