CN1310337A - 粘度测定装置 - Google Patents
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Abstract
一种粘度测定装置,可使用测定以与橡胶等试样实际成型条件相适应的升温速度加热试样时的粘度,或与过去的测定结果相比较并以与过去的测定条件相适应的升温速度加热试样时的粘度等的方法。该装置的构成为:在将上部模和下部模之间所形成的试样室的温度保持在给定温度状态下,通过可选择将因试样投入其内部而使试样室的温度下降再恢复到原设定温度,可自由设定试样升温速度而进行粘度测定。
Description
本发明涉及测定以橡胶为代表的高分子材料等粘度的粘度测定装置，更详细地说，涉及测定试样的粘度阻力而求出粘度的粘度测定装置。
已知的测定橡胶等的粘度方法，例如测门尼粘度，将试样填充到试样室内并保持在给定的温度下，测定在试样室内旋转体旋转时所产生的粘度阻力的方法。
在这种粘度测定装置中，通常在相互自由隔离的上部模和下部模之间形成试样室，同时在该试样室内可旋转地设置有贯通任一方模具的轴前端上所安装的旋转体。对该旋转体旋转时作用的反力矩，由设在试样室外的检测器通过轴检测。而试样室内的温度由温度传感器检测。利用该检测输出，反馈控制在各模具上所设置的加热器，试样室的温度被控制在设定温度。
控制试样室的温度采用PID控制等方法，在一定的控制之下来驱动控制马达，使温度传感器的温度检测结果经常地与设定温度一致。
在利用这样的粘度测定装置测定试样粘度时，在将试样室的温度控制在设定温度的状态下，在其内部投入标准状态的试样。由于该试样的投入而试样的温度下降了，因此，若将该温度恢复到设定温度并预热时间结束时，则使旋转体旋转并测定其反力矩，求出设定温度下的试样的粘度阻力。
然而，由于试样种类不同，由标准状态到设定温度加热时升温速度不同，即使是在相同设定的温度下测定时，其粘度的阻力也是有差别的。于是，就这样的原料而言，例如虽然是同种的，但在采用其他测定装置想对过去测定的结果与新测定的结果对比时，若测定装置之间试样的升温速度不同，所求出的粘度也不同，因此便产生不能单纯比较的问题。
此外，就以上这样的试样而言，例如还有这样的情况，即想求出以适应实际成型条件的升温速度加热到设定温度时的粘度。但是，使用已有的测定装置要在一定的控制之下加热到给定温度，因此还存在着不能按目的测定的问题。
本发明是为解决上述问题而提出的，该装置包括由上部模和下部模所形成的试样室、安装在贯通任一方模的轴前端上并在所述试样室内旋转的旋转体、检测所述试样室温度的温度传感器以及输入该温度传感器的输出并将该试样室的温度控制在设定温度的温度控制装置以及检测对所述旋转体作用的反力矩的力矩检测装置，根据在所述试样室内填充试样并控制在给定温度的状态下旋转所述旋转体时对所述旋转体作用的反力矩，求出试样的粘度阻力，其特征是所述温度控制装置在将试样室的温度控制在设定温度的状态下，将其内部投入标准状态试样时所产生的试样室的温度下降再恢复到设定温度的时间，是能选择构成的。
本发明通过下列的升温方法，即不是像已有的装置那样在固有的一定控制之下，而是使用任意所选择的时间来将上部模和下部模之间所形成的试样室的温度控制从标准状态升温至设定温度，可测定在与实际成型条件相适应的升温速度下将橡胶等试样的粘度加热到设定温度时的粘度，而且在与过去已测定的结果相同的加热条件下可测定并比较粘度。
以下对附图及其标号作简单的说明。
图1为本发明实施例的构成图，为表示机械构成的模式剖视图与表示电构成的框图合并的图。
图2为表示本发明实施例试样室3的温度恢复过程例的曲线图，(A)为表示设定比较短的恢复时间例的图，(B)为表示设定比较长的恢复时间例的图。
在上述附图中，1-上部模；2-下部模、1a和2a-加热器、1b和2b-温度传感器、3-试样室、4-旋转体、4a-旋转体轴、6-轴承、7-支承板、8和10-齿轮、9-驱动马达、11-测力传感器、20-控制部、21-驱动器(马达用)、22-测力放大器、23和27-A/D转换器、24-打印机、25驱动器(马达用)、26-温度检测电路、28-键盘。
实施例
以下参照附图，说明本发明的最佳实施例。
图1为本发明的实施例构成图，为表示机械构成的模式剖视图与表示电构成的框图合并的图。
在上部模1与下部模2之间形成由圆筒形空间所形成的试样室3，在该试样室3内的中心部分设置有旋转体4。旋转体4被紧固在不透液体地贯穿下部模2的旋转体轴4a的上端，该转子轴4a在其下端的附近，通过轴承6旋转自如地被支承在支承板7上。此外，在旋转体轴4a上紧固有从动齿轮8，该从动齿轮8与紧固在驱动马达9的输出轴上的驱动齿轮10相咬合，从而通过驱动马达9的驱动旋转使旋转体4旋转。该驱动马达9根据以微处理机为主体的控制部20发来的指令信号动作的驱动器21所供给的控制信号，进行驱动控制。
支承板7，按如上所述通过轴承6支承旋转体轴4a，同时其本身旋转自如地支承轴承6旋转。此外，该支承板7的外边缘部分与测力传感器11的力感应部分相接合。在这种构成中，由于旋转体4的旋转而产生的反力矩，通过旋转体轴4a沿轴承6旋转使支承板7旋转。于是，由于该支承板7的旋转，测力传感器11的力感应部分被按压，因而由该测力传感器11的输出可检测对旋转体4作用的反力矩。测力传感器11的输出，经测力放大器22放大之后，由A-D转换器23变为数字化，在控制部20分别取样。在控制部20，将各该反力矩的测定结果依次收入储存器，并向打印机输出进行记录。
还有，在上述模1及下部模2分别设置有加热器1a、2a以及温度传感器1b、2b；各加热器1a、2a通过位于控制部20的控制下的驱动器25所供给的控制信号，进行驱动控制，同时各温度传感器1b、2b的输出经过温度检测电路26通过A/D转换器27成为数字化后，随时收入控制部20。控制部20决定应向加热器1a、2a供应的控制信号，并向驱动器25发给指令，通过利用各温度传感器1b、2b输出的规定的PID运算，各温度传感器1b、2b的输出值，从而由上部模1及下部模2所包围的试样室3的温度与预先由键盘28所设定的目标温度(以下称为设定温度)相一致。
通过键盘28，在试样室3内还没有填充试样的状态下，在该试样室3的温度已达到设定温度之后，通过向试样室3填充按规格等所规定的标准状态试样并在试样室3的温度下降时，可设定为使该温度再恢复到设定温度所需要的时间。
即是说，控制部20向加热器1a、2a的驱动器25给予控制指令时，即在试样室3的温度达到了设定温度的状态下，应该使由于在试样室内投入标准状态试样而产生的试样室3的温度下降恢复，这时通过控制器25向加热器1a、2a供给控制信号，使此时的试样室3的温度与设定温度的差作成借助于键盘28所设定的时间消除的目标值，使试样室3的温度达到该目标值。
这样，在图2(A)将回恢时间设定为比较短时间和在图2(B)所示将回恢时间设定为比较长时间的情况下，试样室3的温度升温速度是不同的，因此可实现对以与实际成型条件相适合的升温速度加热时的试样粘度测定，或对以过去储存的数据相同速度升温时的粘度并供比较的使用方法。
此外，在将试样填充到试样室3内并使其温度达到设定温度之后，与已有的这种测定装置一样，在将试样室3内的温度维持在设定温度的状态下以规定的转数使旋转体4旋转，根据对旋转体4作用的反力矩，求出试样的粘度。
这里，作为在投入试样后将试样室3的温度恢复到设定温度所需时间的设定方法，除了由键盘28设定任意时间的方法外，也可采用从预先分阶段定的多数时间中进行选择的方法。
此外，通过设定的时间将试样室3的温度恢复到设定时加热器1a、2a的控制方法，除了如上所述的作成目标值并达到该值的方法外，还可采用变更PID控制的各常数，尤其，P(比例)运算的常数等的简易方法。
如上所述，根据本发明可实现如下所述的粘度测定的使用方法，即由于可任意地设定将标准状态试样投入维持在设定温度的试样室内而引起的温度下降再度恢复到设定温度所需的时间，所以可使用以与试样实际成型条件相适应的升温速度加热试样并测定其粘度，或者与过去储存的数据相比较并以与过去测定条件相适应的升温速度加热试样并测定其粘度等的使用方法，而且与已有的这种粘度测定装置相比较，可大幅度地扩大了其用途。
Claims (2)
1．一种粘度测定装置，包括由上部模和下部模所形成的试样室、安装在贯穿任一方模的轴前端上并在所述试样室内旋转的旋转体、检测所述试样室温度的温度传感器以及输入该温度传感器的输出并将该试样室的温度控制在设定温度的温度控制装置以及检测对所述旋转体作用的反力矩的力矩检测装置，根据在所述试样室内填充试样并控制在给定温度的状态下旋转所述旋转体时对所述旋转体作用的反力矩，求出试样的粘度阻力，其特征是所述温度控制装置在将试样室的温度控制在设定温度的状态下，将其内部投入标准状态试样时所产生的试样室的温度下降再恢复到设定温度的时间，是能选择构成的。
2．根据权利要求1所述的粘度测定装置，其特征是，所述测定装置使用任意选择的时间来将上部膜和下部膜之间所形成的试样室温度控制从标准状态升温至设定温度，能测定在与实际成型条件相适应的升温速度下将试样粘度加热到给定温度时的粘度，能进行测定并比较粘度。
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