Ротационный вискозиметр Советский патент 1981 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к приборам для изучения реологических свойств жидкостей. Известен ротационный вискозиметр содержащий коаксиальные цилиндры, один из которых через редуктор соединен с электродвигателем, а другой с чувствительным элементом, например магнитоэлектрической системой, Угол поворота внутреннего цилиндра регист рируется фотоэлектронным устройством состоящим из зеркальца осветителя, фотоэлемента и записывающего прибора 1. / Однако при работе с данным вискозиметром требуется контроль состоягния поверхности зеркальца и данных фотоэлемента в связи с его старением Для поддерживания постоянства освещенности фотоэлемента требуется csca бильный источник питания для освети теля. Все это снижает надежность пр бора. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вискозиметрj содержащий внешний и внутренний цилиндры, электромагнит постоянного тока, поворотную рамку, установленную в магнитном поле элек ромагнита и соединенную с внутренним цилиндром, электродвигатель с редуктором, соединенным с внешним цилиндром, датчик угла поворота внутреннего цилиндра и компенсационный блок. Внешний цилиндр приводится во вращение от двигателя через редуктор и при его вращении момент, обусловлен- ный вязкостными силами исследуемой среды, поворачивает внутренний цилиндр и, соответственно, рамку. Поворачивая указатель, поворачивают магнит до совмещения стрелки рамки с нулем на магните. В то же время перемещается движок потенциометра и в рамку подается ток, момент от действия которого равен моменту, обусловленному вязкостными силами исследуемой среды. Отсчет момента, про;порционального вязкости,производится по шкале 2 . Однако указанный вискозиметр не позволяет автоматизировать процесс измерения вязкости, что снижает точность прибора и не позволяет производить измерения быстропротекающих процессов. Кроме того, при работе с ним возможно вращение цилиндра, связанного с рамкой магнитоэлектрической системы, только в одном направлении. При изменении направления

вращения, необходимость в котором возникает, например, при изучении влияния ориентационных эффектов на вязкость исследуемых жидкостей, требуется перенастройка прибора. Все это уменьшает его возможности.

Цель изобретения - обеспечение возможности контроля быстропротекающих процессов и повьшение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в ротационном вискозиметре, содержащем внешний и внутренний цилиндры, электромагнит постоянного тока, поворотную рамку, установленную в магнитном поле электромагнита и соедненную с внутренним цилиндром, электродвигатель с редуктором, соединенным с внешним цилиндром, датчик угла поворота внутреннего цилиндра и компенсационный блок, поворотная рамка имеет две соединенные встречно обмотки, концы и средняя точка которых подключены к выходу компенсационного блока, а вход компенсационного блока соединен с датчиком угла поворота внутреннего цилиндра, причем компенсационный блок выполнен в виде усилителя мощности.

На чертеже изображена схема предлагаемого вискозиметра.

Вискозиметр имеет электромагнит

1постоянного тока с рамкой 2, помещенной в магнитное поле электромагнита. Рамка состоит из двух обмоток, включенных встречно. Концы обмоток, а также средняя точка подключены к выходу компенсационного блока 3, представляющего собой усилитель мощности, который задает одинаковые токи в обмотках рамки 2. С рамкой жестко связан внутренний цилиндр 4, коаксиально расположенный во внешнем цилиндре 5. Последний приводится во вращение электродвигателем 6 через редуктор 7. На оси рамки 2 укреплен индукционный дифференциальный датчик 8 угла поворота, с которого на вход компенсационного блока 3 поступает разностный сигнал, пропорциональный углу поворота рамки 2. При отсутствии крутящего момента разностный сигнал с выхода датчика равен нулю, компенсационный блок 3 выдает на обмотки рамки

2равные по величине токи. В результате рамка фиксируется в строго определенном положении вдоль полюсов электромагнита 1. Вторичный записывающий прибор 9 подключен к выходу компенсационного блока 3 .

Вискозиметр работает следующим оОразом.

Электродвигатель б через редукто 7 приводит во вращение внешний цилиндр 5 с исследуемой средой. Момент, обусловленный вязкостными силами исследуемой среды, поворачивает внутрен:шй цилиндр 4 и рамку 2 Разностный сигнал с датчика В угла поворота поступает в компенсационный блок 3, который перераспределяет токи в обмотках рамки 2 так, что внешний крутящий момент компенсируется магнитным моментом рамки. Разность тока в обмотках, являющаяся величиной, пропорциональной внешнему крутящему моменту,записывается вторичным прибором 9.

Использование в предлагаемом вискозиметре двух соединенных встрено обмоток, выводы и средняя точка которых подключены к выходу компенсационного блока, а вход его соединен с датчиком углаповорота, позволяет автоматизировать процесс измерний. Так как рамка при этом имеет весьма малые углы поворота, то инерционность прибора оказывается малой Все это увеличивает точность измерений.

Формула изобретения

Ротационный вискозиметр, содержащий внешний, и внутренний цилиндры, электромагнит постоянного тока, поворотную рамку, установленную в магнитном поле электромагнита и соединенную с внутренним цилиндром, электродвигатель с редуктором, соединенным с внешним цилиндром, датчик угла поворота внутреннего цилиндра и компенсационный блок, о т л и ча ющийся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля быстропротекающих процессов и повышения точности измерений, поворотна рамка имеет две соединенные встречно обмотки, концы и средняя точка которых подключены к выходу компенсационного блока, а вход компенсационного блока соединен с датчиком угла поворота внутреннего цилиндра, причем компенсационный блок выполне в виде усилителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Hartmann К. Industrie 1е Viskositatsmessung Erdol und Koh1e-Erdgas-Pefrochemie,l5.. Jahrg, Mazz, 1962, № 3, 117.

2.Авторское свидетельство СССР W 38У441, кл. G 01 N 11/14, 1У70 (прототип;.