CS199448B1

CS199448B1 - Rotary viscometer for continuous measuring with remote control

Info

Publication number: CS199448B1
Application number: CS413078A
Authority: CS
Inventors: Otakar Quadrat; Jiri Svantner
Original assignee: Otakar Quadrat; Jiri Svantner
Priority date: 1978-06-22
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1980-07-31

Description

Vynález se týká rotačního viskozimetru pro kontinuální měření 9 dálkovým ovládáním^ jehož otáčky a vlivem toho také rychlostní gradient jsou automaticky rychlostním servomechanismen udržovány na zvolené konstantní hodnotě. Viskozimetr tedy umožňuje měření viskozitý při zvoleném rychlostním gradientu. Konstrukce viskozimetru umožňuje nejen připojeni vhodného registračního zařízení, ale navíc zařízení pro automatické řízení viskozity měřené kapaliny, například při studiu závislosti viskozity na koncentraci kapaliny, na její teplote atd.The invention relates to a rotary viscometer for continuous measurement by means of a remote control whose speed and consequently also the speed gradient are automatically maintained by the speed servomechanism at a selected constant value. Thus, the viscometer allows viscosity measurements at a selected velocity gradient. The design of the viscometer allows not only the connection of a suitable recording device but also a device for automatically controlling the viscosity of the measured liquid, for example when studying the viscosity dependence of the liquid concentration, its temperature, etc.

Rotační viskozimetry dosud známých konstrukcí jsou vytvořeny ze zdroje pro napájení elektromotoru, z elektromotoru, na jehož hřídeli je upevněn ponorný rotor, dále z převodníku napájecího proudu elektromotoru na napětí a konečně z ukazatele vyakozity, popřípadě z registračního zařízení pro záznam časového průběhu viskozity. Takto řešené viskozimetry vykazuji závažnou nevýhodou, která spočívá v tom, že rychlostní gradient, který je úměrný otáčkám ponorného rotoru a tedy zároveň otáčkám elektromotoru, kollaá podle zatěžovacího momentu při změnách viskozity měřené kapaliny. Nelze tedy provádět měření při předem zvoleném rychlostním gradientu, ani nelze provádět srovnávací měření různých kapalin při zvoleném stejném rychlostním grafientu atd.Rotary viscometers of known designs are formed from a source for supplying an electric motor, an electric motor on the shaft of which a submersible rotor is mounted, a transducer of the supply current of the electric motor to voltage and finally an indicator of highness. Such viscometers exhibit a serious disadvantage in that the velocity gradient, which is proportional to the speed of the submersible rotor and thus also to the speed of the electric motor, coincides with the load moment when the viscosity of the measured liquid changes. Thus, it is not possible to perform measurements at a preselected velocity gradient, nor can comparative measurements of different liquids be selected at the same velocity graphient, etc.

Tato závažná nevýhoda dosud známých viskozimetrů je odstraněna vynálesem.This serious disadvantage of the prior art viscometers is overcome by the invention.

Podstatou vynálezu je rotační viskozimetr pro kontinuální měření, s dálkovým ovládáním, jehož otáčky a vlivem toho také rychlostní gradient jsou Huiount ielcy rychlostním aervomechanismem udržovány na zvolené konstatni hodnotě. Viskozimetr je vytvořen ze zdroje napětí, stabilizátoru referenčního napětí, dále z elektromotoru, jehož hříďel je spojen se hřídelem tachodynama a, se hřídelem ponorného rotoru, ponořeného do kapaliny o měrné viskozitě.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on a rotary viscometer for continuous measurement, with a remote control whose speed and consequently also the velocity gradient are maintained at a selected constant value by the speed aervomechanism. The viscometer is made up of a voltage source, a reference voltage stabilizer, an electric motor whose shaft is coupled to a tachodynamic shaft, and a shaft of a submersible rotor immersed in a liquid of specific viscosity.

Podle vynálezu je zdroj napětí prvním vedením pro napájení elektromotoru připojen k prvnímu vstupu regulátoru otáček elektromotoru a druhým vedením je připojen ke stabilizátoru referenčního napětí. První výstup stabilizátoru referenčního napětí je připojen ke vstupu voliče otáček elektromotoru, druhý výstup stabilizátoru referenčního napětí je připojen ke čtvrtému výstupu regulátoru otáček elektromotoru. Výstup voliče otáček je vedením připojen ke druhému vstupu regulátoru otáček, zatímco třetí vstup regulátoru otáček je vedením připojen k tachodynamu a výstup regulátoru otáček je vedením připojen ke vstupu převodníku napájecího proudu elektromotoru na napětí. Tento převodník proudu na napětí je jednak prvním napájecím vedením připojen k elektromotoru, jednak druhým vedením připojen ku vyhodnocovacímu zařízení, jehož první výstup je určen pro případné připojení registračního zařízení a jehož druhý výetup je určen pro případné připojení zařízení pro automatické řízení vískozity měpené kapaliny. Třetí výstup stabilizátoru referenčního napětí je vedením připojen k napájecímu vstupu vyhodnocovacího zařízení.According to the invention, the voltage source is connected to the first input of the electric motor speed regulator by a first line for supplying the electric motor and a second line is connected to the reference voltage stabilizer. The first reference voltage stabilizer output is connected to the electric motor speed selector input, the second reference voltage stabilizer output is connected to the fourth electric motor speed controller output. The speed selector output is routed to a second speed regulator input, while the third speed regulator input is routed to the tachometer, and the speed regulator output is routed to the input of the electric power supply converter to voltage. This current-to-voltage converter is connected to the electric motor by a first supply line and to an evaluation device, the first output of which is intended for the possible connection of a recording device and the second output of which is intended for possible connection of the device for automatic viscosity control. The third reference voltage stabilizer output is routed to the power input of the evaluation device.

Viskozimetr podle vynálezu při měření udržuje pomocí rychlostního servomechanismu konstantní otáčky ponorného rotoru a tím také rychlostní gradient. Tím také dovoluje měření viskozity při předem zvoleném rychlostním gradientu. Stupeň viskozity se přímo odečítá na ukazateli vyhodnocovacího zařízení, které je pro rychlou kontrolu správné činnosti vybaveno cejchovacím obvodem.The viscometer according to the invention maintains a constant speed of the submersible rotor and thus also a speed gradient by means of a speed servo mechanism. This also allows viscosity measurements at a preselected velocity gradient. The degree of viscosity is read directly from the indicator of the evaluation device, which is equipped with a calibrating circuit for a quick check of correct operation.

Viskozimetr umožňuje kontinuální měření s dálkovým ovládáním, umožňuje připojení vhodného registračního zařízení a kromě toho také připojení zařízení pro automatické řízení viskozity. Lze tedy viskozimetr podle vynálezu použít jako zařízení pro automatickou kontinuální kontrolu a zařízení viskozity měřené kapaliny.The viscometer enables continuous measurement with remote control, allows the connection of a suitable recording device and, in addition, the connection of an automatic viscosity control device. Thus, the viscometer according to the invention can be used as an automatic continuous check device and a viscosity device for the measured liquid.

Podstata vynálezu je v dalším vysvětlena pomocí připojeného výkresu, na němž je znázorněno blokovým schématem Celkové uspořádání a spojení částí viskozimetru podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be explained with reference to the accompanying drawing, in which: FIG.

Zdroj 1 napětí, je prvním vedením 10 pro napájení elektromotoru fa připojen ku prvnímu vstupu regulátoru A otáček elektromotoru fa a druhým vedením je připojen ke stabilizátoru 2 referenčního napětí, jehož první výstup je připojen ke vstupu voliče χ otáček elektromotoru £ a jehož druhý výstup je připojen ke čtvrtému vstupu regulátoru X otáček. Výstup voliče X otáček elektromotoru 6 je vedením 11 připojen ke druhému vstupu regulátoru X otáček elektromotoru 6, zatímco třetí vstup regulátoru A otáček je vedením 14 připojen k tachodynamu fa a výstup regulátoruThe voltage source 1 is connected to the first input of the speed controller A of the electric motor fa by a first line 10 for supplying the electric motor fa, and the second is connected to the reference voltage stabilizer 2, the first output of which is connected to the input of the speed selector χ. to the fourth input of the speed controller X. The output of the speed selector X of the electric motor 6 is connected via line 11 to the second input of the speed regulator X of the electric motor 6, while the third input of the speed governor A is connected via line 14 to the tachodynamic fa and the output of the regulator.

- 3 £ otáček je vedením 15 připojen ke vstupu převodníku 8 napájecího proudu elektromotoru 6 na napětí. Převodník £ je jednak prvním napájecím vedením 18 připojen k elektromotoru £, jednak druhým vedením 19 je připojen ku vyhodnocovacímu zařízení £, jehož první výstup je určen pro připojení registračního zařízení 12 a jehož druhý výstup je určen pro připojení zařízeni 13 pro automatické řízení viskozity měřené kapaliny. Třetí výstup stabilizátoru 2 referenčního napětí je vedením 16 připojen ku napájecímu vstupu vyhodnocovacího zařízení £. Vedením 12 je případné zařízeni 13 pro automatické řízení viskozity měřené kapaliny připojeno k vedení 16 a jím ke stabilizátoru 2 referenčního napětí.A speed 36 is connected via line 15 to the input of the converter 8 of the supply current of the electric motor 6 to voltage. The transducer 8 is connected to the electric motor 6 by a first supply line 18 and by a second line 19 to an evaluation device 8, the first output of which is intended for connecting a recording device 12 and the second output of which is intended for connecting a device 13 for automatic viscosity control of the measured liquid. . The third output of the reference voltage stabilizer 2 is connected via line 16 to the power input of the evaluation device 6. By means of line 12, an optional device 13 for automatically controlling the viscosity of the measured liquid is connected to line 16 and with it to the reference voltage stabilizer 2.

Volič £ otáček je vytvořen v podstatě odporovým děličem napětí s příslušným přepínačem.The speed selector 6 is formed essentially by a resistive voltage divider with a corresponding switch.

Zdroj 1 napětí mé dva výstupy: první výstup, k němuž je připojeno vedení 10, jě určen pro napájení elektromotoru 6. Druhý výstup je určen pro připojení stabilizátoru 2 referenčního napětí.The voltage source 1 has two outputs: the first output, to which the line 10 is connected, is intended to supply the electric motor 6. The second output is intended to connect the reference voltage stabilizer 2.

První vstup regulátoru £ otáček elektromotoru 6 je určen pro přívod napájecího proudu elektromotoru 6 vedením 10 přímo ze zdroje . £. Druhý vstup regulátoru £, připojený vedením £1 k voliči £ otáček elektromotoru £, je určen pro přívod zadávacího, porovnávacího napětí, pro určení otáček elektromotoru 6. Třetí vstup regulátoru £ je určen pro přívod napětí z tachodynama £ vedením 14. Čtvrtý vstup regulátoru £ je určen pro přívod stabilizovaného pracovního napětí elektrických zesilovačů uvnitř regulátoru £. Výstup regulátoru £ je vedením 15 připojen ku vstupu převodníku £. Druhý a třetí vstup regulátoru £, tj. vedení 11 a vedení 14 jsou uvnitř regulátoru £ připojena ke vstupům diferenčního zesilovače pro řízení napájecího napětí elektromotoru £ tak, aby jeho otáčky byly stéle a nezávislé na velikosti zatěžovacího momentu.The first input of the speed controller 6 of the electric motor 6 is intended to supply the supply current of the electric motor 6 via a line 10 directly from the source. £. The second input of the regulator 4, connected via line 24 to the speed selector 6 of the electric motor 6, is intended for supplying the input, comparative voltage, for determining the speed of the electric motor 6. it is intended for supplying stabilized operating voltage of electric amplifiers inside the regulator 6. The output of the controller 6 is connected via a line 15 to the input of the converter 6. The second and third inputs of the regulator 8, i.e. the line 11 and the line 14, are connected inside the regulator 6 to the inputs of the differential amplifier for controlling the supply voltage of the electric motor 6 so that its speed is stable and independent of the load torque.

Činnost viskozimetru podle vynálezu lze stručně popsat takto: vedením 10 ze zdroje £ je elektromotor 6 napájen přes regulátor £ otáček a přee převodník £. Zvolené referenční konstantní napětí na výstupu voliče £ otáček se přivádí vedením 11 na druhý vstup regulátoru £ otáček a v něm se porovnává β napětím z tachodynama, přivedeným vedením 14 na třetí vstup regulátoru £ otáček. Porovnání obou napětí, tj. referenčního napětí z voliče £ otáček a napětí z tachodynama £ se provádí v diferenčním zesilovači, jehož výstupní napětí je. superponováno k napájecímu napětí na vedení 10. Výstupní napětí z regulátoru £ je vedením 15 zavedeno přes převodník 8 proudu na napětí do elektromotoru £. Převodník £ je v nejjednodušším provedení vytvořen odporem, zapojeným v sérii do napájecího obvodu elektromotoru £. Při konstantních otáčkách elektromotoru se změny zatěžovacího momentu elektromotoru vlivem změn viskozity měřené kapaliny pro- . jevují odpovídajícími změnami napájecího proudů elektromotoru £ na výstupu převodníku £ na vedení 19 změnami napětí, přiváděného na vstup vyhodnocovacího zařízeni £. Jak je patrno, regulátor £ otáček elektromotoru 6 veThe operation of the viscometer according to the invention can be briefly described as follows: via line 10 from source 6, the electric motor 6 is fed via the speed controller 6 and the converter 6. The selected constant constant voltage at the output of the speed selector 6 is applied via line 11 to the second input of the speed regulator 6 and compared there with a β tachodynamic voltage applied via the line 14 to the third input of the speed regulator 6. The comparison of the two voltages, i.e. the reference voltage from the speed selector 6 and the tachodynamic voltage 6, is carried out in a differential amplifier whose output voltage is. The output voltage from the regulator 8 is applied via line 15 to the electric motor 8 via a current to voltage converter 8. The converter 6 is in the simplest embodiment formed by a resistor connected in series to the supply circuit of the electric motor 6. At a constant speed of the electric motor, changes in the load torque of the electric motor are caused by changes in the viscosity of the measured liquid. by corresponding changes in the supply currents of the electric motor 6 at the output of the converter 6 on the line 19, by varying the voltage applied to the input of the evaluation device 6. As can be seen, the speed regulator 6 of the electric motor 6 in the motor

- 4 spojení s voličem 2 otáček elektromotoru 6 ve spojení s voličem 2 otáček elektromotoru 6, elektromotorem 6 a tachodynamem 2 tvoří rychlostní servomechánismus, jehož účelem je zajištění konstantních otáček elektromotoru 6 a ponorného rotoru 2 při různé hodnotě viskozity měřené, kapaliny. Současné použití stabilizátoru 2 referenčního napětí a pracovního napětí zaručuje konstantní otáčky viskozimetru i při kolísání síťového napětí.4 the connection with the motor speed selector 2 in conjunction with the motor speed selector 6, the electric motor 6 and the tachometer 2 forms a speed servo mechanism designed to ensure a constant speed of the electric motor 6 and the submersible rotor 2 at different viscosity values. The simultaneous use of the reference voltage stabilizer 2 and the operating voltage ensures a constant rpm of the viscometer even when the mains voltage fluctuates.

Proud procházející vedeními 15 a 18 obsahuje složku úměrnou Viskozitě měřené kapaliny, v níž se otáčí ponorný rotor 2. V převodníku £ se tento proud mění na napětí, které se přivádí vedením 19 do vyhodnocovacího zařízení £. Napětí se nejprve zavádí do obvodu pro potlačení té složky napětí z převodníku ,£, jež odpovídá proudu elektromotoru 2 při chodu naprázdno. Tento obvod'tedy zajišťuje vhodné nastavení nuly stupnice ukazatele viskozity.The current through lines 15 and 18 comprises a proportion proportional to the viscosity of the liquid to be measured, in which the submersible rotor 2 is rotated. The voltage is first applied to a circuit for suppressing that component of the converter voltage, which corresponds to the idle current of the electric motor 2. This circuit then ensures a suitable zero setting of the viscosity indicator scale.

Μ * ίΜ * ί

Uvnitř vyhodnocovacího zařízení 2 J^e dále upraven cejchovací obvod pro rychlou kontrolu správné činnosti zařízení. Konečně součástí vyhodnocovacího zařízení 2 j^e přepínač citlivosti ukazatele viskozity, který umožňuje přizpůsobení rozsahu ukazatele viskozity hodnotě viskozity měřené kapaliny. ,_x .Within the evaluation device 2 J ^e calibration circuit is further adapted for a quick check of the correct operation of the device. Finally, part of the evaluation device 2 ^e j switch sensitivity indicator of viscosity, which allows customization of screen pointers in viscosity to a viscosity of the liquid. , _x .

Vyhodnocovací zařízení 2 má upraven první výstup pro případné připojení registračního zařízení 12. které provádí plynulý zápis časového průběhu hodnoty viskozity měřené kapaliny, a druhý výstup pro případné připojení zařízení 13 určeného pro automatické řízení viskozity měřené kapaliny, například při studiu závislosti viskozity ha koncentraci kapaliny, na její teplotě apod.The evaluation device 2 has a first output for optional connection of a recording device 12 which performs a continuous recording of the viscosity value of the measured liquid over time and a second output for optional connection of a device 13 intended for automatic control of the viscosity of the measured liquid. at its temperature, etc.

Claims

Rotary viscometer for continuous measurement with remote control, whose speed is maintained at a selected constant value, formed from a voltage source, a reference voltage stabilizer, an electric motor whose shaft is connected to a tachodynamic shaft and a submersible rotor shaft immersed in a liquid container. A voltage source (1) is connected to the first input (10) for power supply of the electric motor (6) to the first input of the speed controller (4) of the electric motor (6) and the second line is connected to the stabilizer.

(2) a reference voltage whose first output is connected to the input of the speed selector (3) of the electric motor (6) and whose second output is connected to the fourth input of the speed controller (4), and the output of the speed selector (3) is the line (11) connected to the second input of the speed controller (4), while the third input of the speed controller (4) is connected to the tachometer (5) and the output of the speed controller (4) is connected to the input of the power converter (8) the electric motor (6) to the voltage which is connected to the electric motor (6) by the first supply line (18) and connected to the evaluation device (9J, whose first height> 199448 degrees) is connection of a recording device (12) and the second output of which is intended for the possible connection of a device (13) for automatic control of the viscosity of the measured liquid, while the output of the stabilizer (2) of the reference the voltage is connected to the power input of the evaluation device (9) by a line (16y).