CN201803926U - 全自动粘度计 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种在钻井行业中，测试牛顿流体或非牛顿流体的钻井液粘度的测试仪器，具体说是一种全自动粘度计。包括微型面板打印机(1)、电机(2)、电机安装座(3)、智能数据处理控制器(4)、中间安装隔板(5)、小同步带轮(6)、传动同步带(7)、支撑杆(8)、底座(9)、液晶显示器(10)、薄膜键盘(11)、机壳(12)、力矩传感器(13)、轴套(14)、支架(15)、大同步带轮(16)、内轴(17)、旋转外筒(18)、内筒(19)；其中，智能数据处理控制器(4)接收薄膜键盘(11)输入的各项指令，控制液晶显示器(10)显示相关参数，同时控制电机(2)旋转，经过小同步带轮(6)、传动同步带(7)和大同步带轮(16)的传动，带动旋转外筒(18)旋转，由于流体的粘度导致内筒(19)产生一定大小的力矩，经力矩传感器(13)检测后，信号经电缆导入智能数据处理控制器(4)，经过处理后由微型面板打印机(1)打印出符合钻井行业标准的数据结果。

Description

全自动粘度计

技术领域：

本实用新型涉及一种钻井行业中，钻井液牛顿流体或非牛顿流体的粘度测试仪器，具体是一种全自动粘度计。

背景技术：

当前在钻井液技术领域和钻井液处理剂生产厂，都是采用内外筒式的旋转粘度计进行粘度参数的测试。常用的粘度计采用同步电机驱动、机械齿轮换档变速的结构，只能在六个固定转速下测定样品的参数，不能自由选择旋转速度。另外这种旋转粘度计采用扭簧感应样品粘度，利用带指针的刻度盘指示测试结果，因此，存在较大的测试误差和数据读取误差，测试数据重复性差。

本实用新型旨在提供一种全自动粘度计，解决了常温环境下钻井液粘度测试的数字化，同时解决了粘度测试的自动化和自动打印，提高了测试的准确度和操作的方便性。

实用新型内容

为了实现该实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种全自动粘度计，用于测试牛顿流体和非牛顿流体的粘度，包括微型面板打印机1、电机2、电机安装座3、智能数据处理控制器4、中间安装隔板5、小同步带轮6、传动同步带7、支撑杆8、底座9、液晶显示器10、薄膜键盘11、机壳12、力矩传感器13、轴套14、支架15、大同步带轮16、内轴17、旋转外筒18、内筒19；智能数据处理控制器4接收薄膜键盘11输入的各项指令，控制液晶显示器10显示相关参数，同时控制电机2旋转，经过小同步带轮6、传动同步带7和大同步带轮16的传动，带动旋转外筒18旋转，由于流体的粘度导致内筒19产生一定大小的力矩，经力矩传感器13检测后，信号经电缆导入智能数据处理控制器4，经过处理后由微型面板打印机1打印出符合钻井行业标准的数据结果。

如上述的全自动粘度计，其特征在于所述微型面板打印机1是面板式，色带和纸是可更换的针式打印机。

如上述的全自动粘度计，其特征在于电机2为步进电机，直接输入频率信号可进行转速控制。如上述的全自动粘度计，其特征在于可一键式测试，即可自动测试各项数据，并经过处理分析后，自动打印出数据结果。

如上述的全自动粘度计，其特征在于，所述转速控制范围在每分钟0.01转至每分钟1000转。

如上述的全自动粘度计，其特征在于，所述力矩传感器13为应变力矩传感器，采用桥式结构，电压输出，经放大电路和模数转换电路，将信号送入数据处理器。

如上述的全自动粘度计，其特征在于，所述旋转外筒18，侧壁上加工有防止液体爬竿流动孔。

本实用新型有益的效果是：采用步进电机带动转筒旋转，消除简化了原有仪器的传动和变速机构，采用数据处理装置控制并显示电机转速，可以任意设定速度，也可以设定若干速度自动工作，提高了转速的精度，最小转速能达到0.01转/分钟。利用力矩传感器感应测试样品的粘度变化，数据处理装置采集、存储、处理试验参数。数字显示测试结果，不仅提高了仪器检测精度，而且扩大了仪器的检测范围。实验的自动测试、自动打印出数据结果，使仪器操作简单容易，也极大地缩小了实验的时间，提高了实验人员的工作效率。

附图说明

图1是全自动粘度计的结构示意图。

图中：1-微型面板打印机、2-直流驱动电机、3-电机安装座、4-智能数据处理控制器、5-中间安装隔板、6-小同步带轮、7-同步带、8-支撑杆、9-底座、10-液晶显示器、11-薄膜键盘、12-机壳、13-力矩传感器、15-支架、16-大同步带轮、17-内轴、18-旋转外筒、19-内筒(浮子)。

具体实施方式：

如图1所示的全自动粘度计，用于测试牛顿流体和非牛顿流体的粘度，其可应用于各种泥浆实验室和钻井现场，也可以应用于研究有关钻井液处理剂、添加剂的科研院所或生产单位，测定钻井液或其它流体的粘度。

该全自动粘度计包括微型面板打印机1、电机2、电机安装座3、智能数据处理控制器4、中间安装隔板5、小同步带轮6、传动同步带7、支撑杆8、底座9、液晶显示器10、薄膜键盘11、机壳12、力矩传感器13、轴套14、支架15、大同步带轮16、内轴17、旋转外筒18、内筒19；

智能数据处理控制器4接收薄膜键盘11输入的各项指令，控制液晶显示器10显示相关参数，同时控制电机2旋转；

将旋转外筒18、内筒(浮子)19与轴套14同轴安装于仪器支架15上，旋转外筒18上固定大同步带轮16。步进电机2轴端固定安装小同步带轮6，电机本身通过电机安装座3安装在中间安装隔板5上。两个同步带轮由同步带连接，同步传速。即经过小同步带轮6、传动同步带7和大同步带轮16的传动，带动旋转外筒18旋转；

内轴17用微型轴承限位固定在轴套14的中心孔内，采用卡簧固定。力矩传感器13安装在内轴17的顶部，通过电缆连接到智能数据处理控制器4上。内筒(浮子)19以螺纹方式安装于内轴17的下部。液晶显示器10和微型面板打印机1嵌入安装在机壳12的顶部的后端，通过电缆连接在智能数据处理控制器4上。薄膜键盘11粘贴安装在机壳12的顶部的前端，电缆连接到智能数据处理控制器4上。智能数据处理控制器4安装在中间安装隔板5的后端，中间安装隔板5固定在支撑杆8上，支撑杆8又固定在底座9上。

这种全新结构的全自动粘度计，由于采用了步进调速电机，同步轮、同步带传动，带动转筒旋转，克服原有的机械式粘度计传动与调速机构复杂、转速精度不高及不能自由选择转速等缺陷。采用应变力矩传感器采集样品的粘度信号，克服原有仪器利用弹簧扭力转换样品的粘度信号，通过刻度盘的转角读取数值，导致测试精度低的缺点。采用智能控制数据处理器控制步进电机的转速、采集粘度信号、键盘信号，处理后经液晶显示器显示和微型面板打印机打印输出。提高了转速精度、仪器的测试精度和稳定性，极大的减少了实验操作时间，提高了工作效率。

由于流体的粘度导致内筒19产生一定大小的力矩，经力矩传感器13检测后，信号经电缆导入智能数据处理控制器4，经过处理后由微型面板打印机1打印出符合钻井行业标准的数据结果。

该全自动粘度计可以准确的测量打印出样品的表观粘度、塑性粘度、静切力和动切力等技术参数，是钻井行业及相关领域应用非常广泛的一种测试仪器，对于相关的科研和生产具有重要作用。调速电机为步进电机，可以是电机和驱动器一体化结构的，也可以是分体结构的。电机通过同步轮和同步带与转筒连接，直接带动转筒旋转，由智能控制器输出频率信号，调速范围在0.01转/分钟——1000转/分钟。

内筒(浮子)19下部是圆柱状，上部是圆锥状，直径34.49毫米，高度38.14毫米。旋转外筒18内径36.83毫米，高度90毫米，仪器常数为1.068。

力矩传感器与外筒、内筒在同心位置，通过悬轴与内筒连接，感应测量样品粘度。

液晶显示器通过电缆连接智能控制器，可显示转速、表盘读数、粘度等参数。

微型面板打印机安装于仪器上部，由通讯电缆与智能控制器相连，在测试数据处理后打印相关数据参数。

仪器安装完成，检查无误后，启动电源开关，仪器自检，自检过后仪器进入手动模式。将被测试样品倒入适当的容器中，操作键盘将转速设定再50转左右，此时外筒18旋转，将容器至于旋转外筒18和内筒(浮子)19的下方，使液面高度达到外筒标识刻线的高度。仪器准备完毕，可以进行计划好的各项粘度测试，如操作键盘进入自动测试模式，仪器将自动进行3转、6转，100转、200转、300转和600转的粘度测试，测试后将自动打印各项数据结果。如启动10秒钟或10分钟的静切模式，仪器将自动进行高速搅拌、静置和3转的测量步骤，测试结束后打印输出测试结果。也可以进行手动模式的测量，转速范围从0.01转/分钟至1000转/分钟，任意设定。测试时液晶显示器10上将显示当前的速度(转/分)，表盘读数(dial值)和对应样品粘度值(厘泊)。

试验完成后，关闭仪器电源，移开样品杯，拆下旋转外筒18和内筒(浮子)19，进行清洗，拭干。

综上所述，本实用新型提供了一种新型的全自动粘度计，解决了当前粘度测试的转速设定不准和范围小的问题，同时解决了实验的自动测试问题，提高了工作效率。而且测试精度更高，重复性好，为粘度测试提供了更准确的测试方式。

Claims (7)

1.一种全自动粘度计，用于测试牛顿流体和非牛顿流体的粘度，包括微型面板打印机(1)、电机(2)、电机安装座(3)、智能数据处理控制器(4)、中间安装隔板(5)、小同步带轮(6)、传动同步带(7)、支撑杆(8)、底座(9)、液晶显示器(10)、薄膜键盘(11)、机壳(12)、力矩传感器(13)、轴套(14)、支架(15)、大同步带轮(16)、内轴(17)、旋转外筒(18)、内筒(19)；

其特征在于，智能数据处理控制器(4)接收薄膜键盘(11)输入的各项指令，控制液晶显示器(10)显示相关参数，同时控制电机(2)旋转，经过小同步带轮(6)、传动同步带(7)和大同步带轮(16)的传动，带动旋转外筒(18)旋转，由于流体的粘度导致内筒(19)产生一定大小的力矩，经力矩传感器(13)检测后，信号经电缆导入智能数据处理控制器(4)，经过处理后由微型面板打印机(1)打印出符合钻井行业标准的数据结果。

2.根据权利要求1所述的全自动粘度计，其特征在于所述微型面板打印机(1)是面板式，色带和纸是可更换的针式打印机。

3.根据权利要求1所述的全自动粘度计，其特征在于电机(2)为步进电机，直接输入频率信号可进行转速控制。

4.根据权利要求1所述的全自动粘度计，其特征在于可一键式测试，即可自动测试各项数据，并经过处理分析后，自动打印出数据结果。

5.根据权利要求3所述的全自动粘度计，其特征在于，所述转速控制范围在每分钟0.01转至每分钟1000转。

6.根据权利要求1所述的全自动粘度计，其特征在于，所述力矩传感器(13)为应变力矩传感器，采用桥式结构，电压输出，经放大电路和模数转换电路，将信号送入数据处理器。

7.根据权利要求1所述的全自动粘度计，其特征在于，所述旋转外筒(18)，侧壁上加工有防止液体爬竿流动孔。

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