KR200275532Y1 - A rotary type viscometer using rotating torque - Google Patents
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Abstract
본 고안은 용기 속의 액체 또는 반고체 상태인 피측정 시료를 회전봉으로 회전시킬 때 발생되는 접촉저항을 측정하고 그 측정된 토크값을 점도로 환산하여 피측정시료의 점도를 측정하도록 되어 있는 회전토크를 이용한 회전식 점도계에 관한 것이다.The present invention measures the contact resistance generated when rotating a sample under test in a liquid or semi-solid state with a rotating rod, and converts the measured torque value into a viscosity to measure the viscosity of the sample under test. It relates to a rotary viscometer.
본 고안의 회전토크를 이용한 회전식 점도계는 회전 구동력을 발생시키는 구동모터(3), 피측정 시료(11)를 담고 있는 용기(10) 위에 상기 모터(3)를 지지하는 지지 브래킷(5) 및, 상기 구동모터(3)의 회전축(13)과 커플링(15)을 통해 연결되어 상기 피측정 시료(11)에 잠긴 상태로 회전하도록 되어 있는 회전봉(9)으로 이루어져 있는 회전식 점도계(1)에 있어서, 상기 구동모터(3)와 상기 지지 브래킷(5) 사이에 설치되어 상기 브래킷(5)에 대한 상기 모터(3)의 상대 회전량을 검출하여 상기 회전봉(9)에 걸리는 토크를 측정하도록 되어 있는 토크셀(51)을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.The rotary viscometer using the rotary torque of the present invention includes a drive motor 3 for generating a rotational driving force, a support bracket 5 for supporting the motor 3 on a container 10 containing a sample 11 to be measured, and In the rotary viscometer (1) consisting of a rotating rod (9) connected to the rotating shaft (13) and the coupling (15) of the drive motor (3) so as to rotate in a locked state to the sample to be measured (11). Is installed between the drive motor (3) and the support bracket (5) is to detect the relative amount of rotation of the motor (3) relative to the bracket (5) to measure the torque applied to the rotating rod (9) A torque cell 51 is provided.
따라서, 본 고안의 회전토크를 이용한 회전식 점도계에 의하면, 구동모터의 회전축에 걸리는 피측정 시료의 접촉저항으로 인해 구동모터가 부착된 토크셀의 비틀림바에 걸리는 스트레인값을 측정하여 시료의 점도를 측정하게 되므로 저용량으로 사용이 가능하고, 온도변화에 따라 수시로 정밀한 점도측정을 할 수 있게 된다.Therefore, according to the rotary viscometer using the rotational torque of the present invention, the viscosity of the sample is measured by measuring the strain value applied to the torsion bar of the torque cell with the drive motor due to the contact resistance of the sample to be measured on the rotational axis of the drive motor. Therefore, it is possible to use at low volume, and it is possible to make precise viscosity measurement at any time according to the temperature change.
Description
본 고안은 회전식 점도계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체 상태이거나 반고체 상태인 물체의 점도를 측정하기 위해 용기 속의 시료를 회전봉으로 회전시킬 때 발생되는 접촉저항을 측정하고 그 측정된 토크값을 점도로 환산하는 회전토크를 이용한 회전식 점도계에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary viscometer, and more particularly, to measure the contact resistance generated when rotating a sample in a container with a rotating rod in order to measure the viscosity of an object in a liquid or semi-solid state, and converts the measured torque value into a viscosity. It relates to a rotary viscometer using a rotating torque to be converted.
지금까지 회전식 점도계에 의해 시료의 점도를 측정하는 기술은 회전봉의 접촉저항에 따른 토크를 검출하기 위하여 도 1에 101로 도시된 바와 같이 흘센서(103)를 이용하여 모터(105)가 회전할 때 회전봉(103)과 피측정시료(109)와의 접촉저항 크기에 따라 변화하는 기전력을 측정하거나 도 2에 201로 도시된 바와 같이 토크미터(203)을 이용하여 모터(205)가 회전할 때 회전봉(207)과 피측정시료(209)와의 접촉저항 크기에 따라 토크 변화값을 측정 점도로 환산하여 사용하여 왔다.Until now, a technique of measuring the viscosity of a sample by a rotary viscometer has been described in which the motor 105 rotates using the flow sensor 103 as shown in FIG. 1 to detect the torque according to the contact resistance of the rotating rod. When the motor 205 rotates by measuring the electromotive force which varies according to the magnitude of the contact resistance between the rotating rod 103 and the sample 109 to be measured or by using a torque meter 203 as shown in FIG. The torque change value has been used in terms of the measured viscosity according to the contact resistance magnitude between 207 and the sample 209 to be measured.
즉, 도 1에 도시된 점도계(101)의 경우 모터(105)를 회전 구동시키면 커플링(107)도 함께 회전하여 커플링(107)과 연결된 회전봉(111)을 회전시키게 되고, 용기(113) 속에 담겨 있는 피측정시료(109)와 회전봉(111) 원주면의 마찰로 인하여 접촉저항이 발생한다. 이 접촉 저항의 크기에 따라 모터 기전력 변화를 홀센서(103)에서 감지하여 직류 미소전압 신호로 검출한 뒤 증폭기와 A/D 변환기(115)에서 이 미소 아날로그 신호를 디지털 신호로 증폭 변환시킨 다음 마이크로 컴퓨터(117)의 연산에 의하여 점도값으로서 디지털 표시창(119)에 표시한다. 이 때 모터(105)의 회전속도는 볼륨 또는 디지털 방식의 모터 제어기(121)를 사용하여 조절하며, 조절 시의 속도를 디지털 표시창(119)에서 모니터할 수 있도록 되어 있다.That is, in the case of the viscometer 101 illustrated in FIG. 1, when the motor 105 is rotated and driven, the coupling 107 is also rotated to rotate the rotating rod 111 connected to the coupling 107, and the container 113 is rotated. Contact resistance occurs due to friction between the sample 109 and the circumferential surface of the rotating rod 111 contained therein. According to the magnitude of the contact resistance, the change in the electromotive force of the motor is detected by the Hall sensor 103 and detected as a DC microvoltage signal, and the amplifier and the A / D converter 115 amplify and convert the microanalog signal into a digital signal, and then By the calculation of the computer 117, it displays on the digital display window 119 as a viscosity value. At this time, the rotational speed of the motor 105 is adjusted using a volume or digital motor controller 121, and the speed at the time of adjustment can be monitored on the digital display window 119.
도 2에 도시된 점도계(201)의 경우에도 모터(205)를 회전시키면 커플링(211)과 연결된 토크미터(203)와 그 하부에 또 다른 커플링(213)에 의해 연결된 회전봉(207)이 회전하게 되며, 이에 따라 용기(215) 속에 담겨 있는 피측정시료(209)와 회전봉(207) 원주면의 마찰로 인하여 회전봉(207)에 접촉저항이 걸린다. 이 때의 접촉저항은 토크미터(203)에서 토크의 크기로 검출되어 지고, 토크미터(203)에서 검출된 미소 전압신호는 증폭기와 A/D 변환기(215)에서 증폭되어 디지털 신호로 전환된 다음 마이크로 컴퓨터(217)에서 연산되어 표시창(219)을 통해 점도값으로서 표시되며, 이 때 모터(205)의 회전속도는 도 1의 점도계(101)와 마찬가지로 모터제어기(221)에 의해 이루어진다.In the case of the viscometer 201 shown in FIG. 2, when the motor 205 is rotated, the torque meter 203 connected to the coupling 211 and the rotating rod 207 connected by another coupling 213 to the lower portion thereof are connected. As a result, contact resistance is applied to the rotating rod 207 due to friction between the sample 209 and the rotating rod 207 circumferential surface contained in the container 215. At this time, the contact resistance is detected as the magnitude of the torque in the torque meter 203, and the small voltage signal detected by the torque meter 203 is amplified by the amplifier and the A / D converter 215 and converted into a digital signal. Calculated by the microcomputer 217 and displayed as a viscosity value through the display window 219, at this time, the rotational speed of the motor 205 is made by the motor controller 221 like the viscometer 101 of FIG.
그런데, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 점도계(101)는 홀센서(103)에 의해 모터(105)의 기전력 변화를 감지하도록 되어 있으므로 공급 전원 또는 습도 등의 주변환경이나 모터(105)의 온도 등에 따라 많은 측정 오차가 발생될 뿐 아니라 모터(105)의 회전속도도 피드백 제어가 되지 않기 때문에 정확한 제어가 되지 않는 문제점이 있었다. 또한, 도 2에 도시된 점도계(201)의 경우에는 토크미터(203)를 구조상 저용량으로 제작하기 곤란하므로 저용량으로의 사용이 불가능하고, 장치가전체적으로 대형이 되며, 따라서 가격이 비싸지는 문제점이 있었다.However, since the conventional viscometer 101 as shown in FIG. 1 is configured to detect the electromotive force change of the motor 105 by the hall sensor 103, the temperature of the motor 105 or the surrounding environment such as supply power or humidity. Not only a large number of measurement errors occur depending on the rotational speed of the motor 105, but also the feedback control is not accurate control has been a problem. In addition, in the case of the viscometer 201 shown in FIG. 2, it is difficult to manufacture the torque meter 203 in low capacity due to its structure, and thus it is impossible to use the low capacity, and the apparatus becomes large in size, and therefore, there is a problem in that the price is high.
따라서, 본 고안은 이러한 종래의 점도계가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 모터와 브래킷 사이에 장착되는 토크셀의 비틀림바 측면에 부착된 스트레인 게이지에 의해 비틀림바에 걸리는 스트레인값을 측정하고, 이 값을 이용해 피측정 시료의 점도를 측정함으로써, 고용량에서 저용량까지 용량에 구애됨 없이 시료의 점도를 측정할 수 있을 뿐 아니라, 점도 측정에 발열 상태나 주변습도, 주전원의 변동 등에 따라 변화되는 모터의 기전력을 이용하지 않도록 하여 정밀한 점도 측정을 가능하게 하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the problems of the conventional viscometer, and measures the strain value applied to the torsion bar by the strain gauge attached to the torsion bar side of the torque cell mounted between the motor and the bracket, By measuring the viscosity of the sample under measurement using this value, the viscosity of the sample can be measured regardless of the capacity from the high capacity to the low capacity, and the motor that changes in the viscosity measurement due to the heating state, the ambient humidity, the fluctuation of the main power, etc. The purpose is to enable accurate viscosity measurement by avoiding the electromotive force of.
도 1은 종래의 회전식 점도계를 개략적으로 도시한 종단도면.1 is a longitudinal sectional view schematically showing a conventional rotary viscometer.
도 2는 또 다른 종래의 회전식 점도계를 개략적으로 도시한 종단면도.Figure 2 is a longitudinal sectional view schematically showing another conventional rotary viscometer.
도 3은 본 고안에 따른 회전식 점도계를 개략적으로 도시한 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view schematically showing a rotary viscometer according to the present invention.
도 4는 도 5의 BB선에 따른 도 3에 도시된 토크셀의 상세 종단면도.4 is a detailed longitudinal cross-sectional view of the torque cell shown in FIG. 3 along line BB of FIG. 5;
도 5는 도 4의 AA선에 따른 횡단면도.5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4.
도 6은 스트레인 게이지의 출력전압 검출을 위한 휘트스톤 브리지의 구성 형태를 보인 회로도.6 is a circuit diagram showing a configuration of a Wheatstone bridge for detecting the output voltage of the strain gauge.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *
1 : 회전식 점도계 3 : 서보 모터1: rotary viscometer 3: servo motor
5 : 지지용 브래킷 7 : 제어부5: support bracket 7: control unit
9 : 회전봉 11 : 피측정 시료9: rotating rod 11: sample to be measured
13 : 회전축 15 : 커플링13: rotating shaft 15: coupling
17 : 장착판 19 : 온도센서17: mounting plate 19: temperature sensor
21 : 마찰판 23 : 지지 베어링21: friction plate 23: support bearing
25 : 관통 개구부 31~38 : 스트레인 게이지25: through opening 31-38: strain gauge
51 : 토크셀 53,55 : 상하부 링체51: torque cell 53,55: upper and lower ring body
57 : 비틀림바57: torsion bar
본 고안은 위와 같은 목적을 달성하기 위해, 회전 구동력을 발생시키는 구동모터, 피측정 시료를 담고 있는 용기 위에 구동모터를 지지하는 지지 브래킷 및, 구동모터의 회전축과 커플링을 통해 연결되어 피측정 시료에 잠긴 상태로 회전하도록 되어 있는 회전봉으로 이루어져 있는 회전식 점도계에 있어서, 구동모터와 지지브래킷 사이에 설치되어 브래킷에 대한 모터의 상대 회전량을 검출하여 회전봉에 걸리는 토크를 측정하도록 되어 있는 토크셀을 구비하고 있는 회전토크를 이용한 회전식 점도계를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a drive motor for generating a rotational drive force, a support bracket for supporting the drive motor on a container containing a sample to be measured, and a sample to be measured connected through a coupling with a rotation shaft of the drive motor. A rotary viscometer consisting of a rotating rod configured to rotate in a locked state, comprising: a torque cell provided between a drive motor and a support bracket to detect a relative rotational amount of a motor relative to a bracket to measure torque applied to the rotating rod. It provides a rotary viscometer using a rotating torque.
이하, 본 고안의 실시예에 따른 회전토크를 이용한 회전식 점도계를 첨부 도면을 참조로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a rotary viscometer using a rotary torque according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 고안의 회전식 점도계는 도 3에 도면번호 1로 도시된 바와 같이, 기본적으로는 일반 회전식 점도계와 마찬가지로 구동용 서보모터(3) 즉, 구동모터(3)와 회전봉(9) 그리고 지지용 브래킷(5) 등을 구비하고 있으며, 특히 구동모터(3)와 지지 브래킷(5)의 사이에 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 토크셀(51)이 장착되어 있다.The rotary viscometer of the present invention, as shown by reference numeral 1 in FIG. 3, is basically the same as the general rotary viscometer for the driving servo motor 3, that is, the driving motor 3, the rotating rod 9, and the support bracket ( 5) and the like, and in particular, a torque cell 51 as shown in FIGS. 4 and 5 is mounted between the drive motor 3 and the support bracket 5.
여기에서 구동모터(3)는 토크셀(51) 위에 장착판(17)을 통해서 고정되며, 장착판(17)은 토크셀(51) 상부 링체(53)의 상단 플랜지부(54)에 원주방향으로 관통 형성된 복수의 나사공(61)에 결합되는 볼트(59)에 의해 상부 링체(53) 위에 고정되고, 제어부(7)의 구동모터 제어기(73)에 의해 회전속도가 제어되며, 인접 설치된 인코더(20)에 의해 부호화된 회전수를 제어부(7)의 인코더 카운터(75)로 전송한다.Here, the drive motor 3 is fixed to the torque cell 51 via the mounting plate 17, and the mounting plate 17 is circumferentially to the upper flange portion 54 of the upper ring body 53 of the torque cell 51. It is fixed on the upper ring body 53 by bolts 59 coupled to a plurality of threaded holes 61 formed therethrough, the rotational speed is controlled by the drive motor controller 73 of the control unit 7, the adjacent encoder The number of rotations encoded by 20 is transmitted to the encoder counter 75 of the control unit 7.
장착판(17)의 중심에 관통된 구동모터(3)의 회전축(13) 하단에 커플링(15)을 통해 일체로 결합되어 있는 회전봉(9)은 지지 베어링(23)을 통해 지지 브래킷(5)에 관통 삽입되어 지지 브래킷(5)의 아래쪽에 위치하는 용기(10) 내부의 피측정 시료(11)에 잠긴 상태에서 구동모터(3)의 회전 구동력에 의해 회전하도록 되어 있으며, 피측정 시료(11) 속으로 잠기는 부분에는 시료(11)와의 접촉저항을 일정값 이상으로 유지하기 위해 마찰판(21)이 부착된다.The rotary rod 9, which is integrally coupled to the lower end of the rotation shaft 13 of the driving motor 3 penetrating the center of the mounting plate 17 through the coupling 15, is supported by the support bracket 23 through the support bracket 5. ) Is rotated by the rotational driving force of the drive motor (3) in a state of being inserted into the penetrating member and locked to the sample to be measured 11 inside the container (10) located below the support bracket (5). 11) The friction plate 21 is attached to the part which is immersed in the inside to maintain the contact resistance with the sample 11 above a predetermined value.
이와 같이 구동모터(3)와 지지 브래킷(5) 사이에서 회전봉(9)과 지지 브래킷(5) 사이에 걸리는 토크를 측정하도록 되어 있는 토크셀(51)은 측정된 아날로그 형태의 토크값을 제어부(7)로 전송하여 증폭기(77)에서 증폭한 다음, A/D 변환기(79)를 통해 디지털 값으로 변환시켜 마이크로 컴퓨터(71)에 의해 처리하도록 되어 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 지지 브래킷(5)에 삽입된 상태로나사공(63)을 통해 하부 링체(55)의 플랜지부(56)에 삽입되는 볼트(65)에 의해 지지 브래킷(5)에 고정된다.In this way, the torque cell 51 configured to measure the torque applied between the rotation rod 9 and the support bracket 5 between the drive motor 3 and the support bracket 5 may control the measured torque value of the analog type. 7) and then amplified by the amplifier 77, and then converted to a digital value by the A / D converter 79 to be processed by the microcomputer 71, as shown in Figure 3, the support bracket ( It is fixed to the support bracket 5 by the bolt 65 inserted into the flange part 56 of the lower ring body 55 through the screw hole 63 in the state inserted in 5).
이와 같이 지지 브래킷(5) 위에 설치되는 토크셀(51)은 도 4 및 도 5에 보다 상세히 도시된 것처럼, 상하부 링체(53,55)와 상하부 링체(53,55) 사이에 연결된 복수의 비틀림바(57) 및 비틀림바(57)의 측면에 부착된 복수의 스트레인 게이지 (31,32,33,34,35,36,37,38)로 이루어져 있는데, 여기에서 상부 및 하부 링체(53)는 도시된 것처럼, 외주면에 플랜지부(54,56)가 각각 돌출 형성되어 있고, 각 플랜지부(54,56)에 볼트(59,65)를 체결하기 위한 복수개의 나사공(61,63)이 각각 관통 형성되어 있는데, 특히 하부 링체(53)의 경우에는 플랜지부(56) 아래로 지지 브래킷(5)의 두께만큼 안착 돌출부(67)가 돌출 형성되어 지지 브래킷(5)에 형성된 관통개구부(25)에 끼워지도록 되어 있다.As described above, the torque cell 51 installed on the support bracket 5 includes a plurality of torsion bars connected between the upper and lower ring bodies 53 and 55 and the upper and lower ring bodies 53 and 55. (57) and a plurality of strain gauges (31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38) attached to the side of the torsion bar (57), wherein the upper and lower ring bodies (53) are shown As shown, the flange portions 54 and 56 are protruded from the outer circumferential surface, respectively, and the plurality of threaded holes 61 and 63 for fastening the bolts 59 and 65 to each of the flange portions 54 and 56 pass through, respectively. In particular, in the case of the lower ring body 53, the seating protrusion 67 protrudes from the flange portion 56 by the thickness of the support bracket 5 to the through opening 25 formed in the support bracket 5. It is supposed to fit.
상하부 링체(53,55)를 중간에서 연결하고 있는 복수의 비틀림바(57)는 양 링체(53,55) 사이에 축대칭을 이루도록 일체로 형성되어 있으며, 도시된 것처럼 측면에 복수개의 스트레인 게이지(31,32,33,34,35,36,37,38)가 장착되어 있는데, 각각의 게이지는 예컨대 도 4와 같이 비틀림바(57)의 일측면 상하에 부착되어 하부 링체(55)에 대해 상부 링체(53)가 반시계 방향으로 상대 회전할 때 도 4와 같이 위쪽의 게이지(31,33,35,37)는 비틀림바(57)의 인장을, 아래쪽의 게이지(32,34,36,38)는 비틀림바(57)의 압축을 각각 감지하도록 되어 있다. 또한 각각의 게이지에는 입력 전압에 대한 저항 변화로 출력전압을 검출하기 위해 도 6에 도시된 바와 같은 휘트스턴 브리지가 연결되는데, 이 휘트스턴 브리지 회로는 대각선 방향의 게이지끼리 직렬로 연결되도록 구성된다.The plurality of torsion bars 57 connecting the upper and lower ring bodies 53 and 55 in the middle are integrally formed so as to have axis symmetry between the two ring bodies 53 and 55, and as illustrated, a plurality of strain gauges ( 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, each gauge is attached to the upper and lower sides of the torsion bar 57, for example, as shown in Figure 4 to the upper with respect to the lower ring body 55 When the ring body 53 rotates in the counterclockwise direction, the upper gauges 31, 33, 35, and 37 as shown in Fig. 4 tension the torsion bar 57, and the lower gauges 32, 34, 36, 38 as shown in FIG. Are each configured to sense the compression of the torsion bar 57. Each gauge is also connected with a Wheatstone bridge as shown in FIG. 6 to detect the output voltage as a resistance change with respect to the input voltage. The Wheatstone bridge circuit is configured such that the gauges in the diagonal direction are connected in series.
또한, 피측정 시료(11)의 온도를 측정하기 위해 용기(10) 내의 시료(11) 속에 도 4에 도시된 것처럼 잠겨 있는 온도센서(19)는 시료(11)의 온도를 감지하여 아날로그값으로 제어부(7)로 전송하며, 전송된 온도값은 제어부(7)의 증폭기(80)를 통해 증폭된 뒤, A/D 컨버터(81)를 통해 디지털값으로 변환된 다음, 마이크로 컴퓨터(71)에 의해 처리된다.In addition, the temperature sensor 19 immersed in the sample 11 in the container 10 to measure the temperature of the sample 11 to be measured, as shown in FIG. The temperature value transmitted to the control unit 7 is amplified by the amplifier 80 of the control unit 7, and then converted to a digital value through the A / D converter 81, and then to the microcomputer 71 Is processed by
아울러, 제어부(7)에는 도 3에 도시된 것처럼 마이크로 컴퓨터(71)를 통해 디지털 표시창(83)이나 PC(85)가 연결되어 있으며, PC(85)를 인터페이스로 하여 프린터(86)나 모니터(87)가 연결되어 있다.In addition, the control unit 7 is connected to the digital display window 83 or the PC 85 through the microcomputer 71 as shown in FIG. 3, the printer 86 or the monitor ( 87) is connected.
이제, 위와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 회전토크를 이용한 회전식 점도계(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.Now, the operation of the rotary viscometer 1 using the rotary torque according to the embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
본 고안의 회전식 점도계(1)는 회전봉(9)을 통해 구동모터(3)의 회전축(13)에 회전 부하가 걸릴 때, 지지 브래킷(5)에 고정된 토크셀(51)의 하부 링체(55)와 하부 링체(55)에 대해 상대 회전하도록 구동모터(3)를 고정하고 있는 상부 링체(53) 사이에 부착된 비틀림바(57)가 휘어지는 원리를 이용한 점도계로, 회전 시 회전봉(9)에 접촉저항을 일으키는 시료(11)의 마찰저항에 따른 토크를 측정함으로써 시료(11)의 점도를 계측하도록 되어 있다.The rotary viscometer 1 of the present invention has a lower ring body 55 of the torque cell 51 fixed to the support bracket 5 when a rotating load is applied to the rotating shaft 13 of the drive motor 3 through the rotating rod 9. ) And a viscometer using the principle that the torsion bar 57 attached between the upper ring body 53 holding the driving motor 3 to rotate relative to the lower ring body 55 is rotated. The viscosity of the sample 11 is measured by measuring the torque corresponding to the frictional resistance of the sample 11 causing contact resistance.
따라서, 회전식 점도계(1)에 의해 시료(11)의 점도를 측정하기 위해서는 점도계(1)를 도 3에 도시된 것처럼 설치한 상태에서 먼저 구동모터(3)를 작동시킨다. 이에 따라 구동모터(3)에서 발생된 회전 구동력은 모터 회전축(13)과 커플링(15)을순차적으로 거쳐 회전봉(9)으로 전달되며, 이 때 회전봉(9)이 무부하 상태이면 브래킷(5)에 고정되어 있는 토크셀(51)에는 아무런 반력도 작용되지 않지만, 용기(10) 내에 담겨 있는 피측정 시료(11)에 회전봉(9)을 담근 상태에서 모터(3)를 작동시키면 피측정 시료(11)와 회전봉(9)의 마찰판(21) 사이에 마찰저항이 발생되며, 이 마찰저항이 반력이 되어 토크셀(51)에 의해 미소전압 신호로 검출되어진다. 이때, 토크셀(51)에 편심하중이 작용하는 경우 도 6의 휘트스톤 브리지에 의해 편하중으로 인해 각 게이지에서 발생하는 전압편차를 검출하여 제어부(7)를 통해 보정하게 된다.Therefore, in order to measure the viscosity of the sample 11 by the rotary viscometer 1, the drive motor 3 is first operated in the state which installed the viscometer 1 as shown in FIG. Accordingly, the rotational driving force generated by the driving motor 3 is transmitted to the rotating rod 9 sequentially through the motor rotating shaft 13 and the coupling 15. At this time, if the rotating rod 9 is no load, the bracket 5 is applied. No reaction force is applied to the torque cell 51 which is fixed at the same. However, when the motor 3 is operated while the rotating rod 9 is immersed in the sample 11 contained in the container 10, the sample to be measured ( A frictional resistance is generated between 11) and the friction plate 21 of the rotating rod 9, and this frictional resistance becomes a reaction force and is detected by the torque cell 51 as a small voltage signal. At this time, when the eccentric load acts on the torque cell 51, the Wheatstone bridge of FIG. 6 detects the voltage deviation generated by each gauge due to the unbalanced load and corrects it through the controller 7.
이렇게 해서 검출되어진 아날로그 미소신호는 증폭기(77)에서 고속 정밀 증폭된 뒤 A/D 컨버터(79)에서 디지털 신호로 변환되어 마이크로 컴퓨터(71)로 전송 되어지며, 이 마이크로 컴퓨터(71)로 전송된 디지털 전압신호값은 PC(85)를 인터페이스로 하여 모니터(87)나 프린터(86)를 통해 표시되거나 서면 자료로 출력되어 영구 보존될 수 있는 등, PC(85)를 통한 모니터링이나 저장 또는 분석 등에 이용될 수 있다.The analog micro-signals detected in this way are fast amplified by the amplifier 77, converted into digital signals by the A / D converter 79, and transmitted to the microcomputer 71, which are transmitted to the microcomputer 71. The digital voltage signal value can be displayed through the monitor 87 or the printer 86 through the PC 85 as an interface or output as written data, and can be permanently preserved. Can be used.
한편, 점도계(1)에 의한 점도 측정에 있어서 주요 인자로서 회전속도 제어가 수반되는데, 일단 모터 제어기(73)에서 속도(rpm)를 지령하면 구동모터(3)가 동작하여 해당 속도로 회전축(13)을 회전시키게 된다. 이 때 회전 속도값을 인코더(20)와 제어부(7)의 인코더 카운터(75)를 통해 획득하고, 마이크로 컴퓨터(71)에서 초기 지령한 속도값과 PID제어를 통해 비교함으로써 일정한 속도를 유지시킬 수 있게된다.On the other hand, in the viscosity measurement by the viscometer (1) is accompanied by the rotational speed control, once the speed (rpm) commanded from the motor controller 73, the drive motor (3) is operated to rotate the rotating shaft (13) at the speed Rotated). At this time, the rotational speed value can be obtained through the encoder counter 75 of the encoder 20 and the control unit 7, and the constant speed can be maintained by comparing the speed value initially commanded by the microcomputer 71 with PID control. Will be.
또한, 피측정 시료(11)의 온도 또한 점도 측정의 중요한 요소인 바, 온도센서(19)에 의해 측정된 용기(10) 내의 피측정 시료의 미소 아날로그 온도 신호값은 증폭기(80)에 의해 증폭되어 A/D 컨버터(81)에서 디지털 값으로 변환된 뒤, 제어부(7)의 마이크로 컴퓨터(71)로 전송된다. 전송된 온도값은 마이크로 컴퓨터(71)에서 PC(85)를 인터페이스로 하여 모니터()나 프린터()를 통해 온도와 점도의 관계를 나타내는 그래프로 표시되거나 서면 자료로서 영구 보존될 수 있으며, PC(85)를 통해 저장 및 분석될 수도 있다.In addition, since the temperature of the sample 11 under test is also an important factor of viscosity measurement, the micro-analog temperature signal value of the sample under test in the container 10 measured by the temperature sensor 19 is amplified by the amplifier 80. And converted to a digital value by the A / D converter 81, and then transmitted to the microcomputer 71 of the controller 7. The transmitted temperature value can be displayed as a graph indicating the relationship between temperature and viscosity through the monitor () or printer () via the PC (85) to the microcomputer (71) or permanently preserved as written data. 85 may be stored and analyzed.
이상의 설명과 같이 본 고안에 따른 회전토크를 이용한 회전식 점도계에 의하면, 석유화학, 식품, 의학, 고분자 등의 분야에서 물성치인 점도를 정확히 측정할 수 있고, 측정된 점도값 데이터를 저장하고, 분석하며, 모니터링할 수 있게 될 뿐만 아니라 제품 제조공정 중 또는 생산 후 검사과정에서 점도를 측정할 수 있게되며, 특히 점도가 높은 제품의 점도 측정에 편리하게 사용할 수 있게 된다.According to the rotary viscometer using the rotary torque according to the present invention as described above, it is possible to accurately measure the viscosity of physical properties in the fields of petrochemical, food, medicine, polymer, etc., and to store and analyze the measured viscosity value data In addition, it is possible to monitor, as well as to measure the viscosity during the product manufacturing process or post-production inspection process, particularly convenient for measuring the viscosity of high viscosity products.
Claims (3)
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