RU36527U1 - Differential Rotational Viscometer - Google Patents

Differential Rotational Viscometer Download PDF

Info

Publication number
RU36527U1
RU36527U1 RU2003129336/20U RU2003129336U RU36527U1 RU 36527 U1 RU36527 U1 RU 36527U1 RU 2003129336/20 U RU2003129336/20 U RU 2003129336/20U RU 2003129336 U RU2003129336 U RU 2003129336U RU 36527 U1 RU36527 U1 RU 36527U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
output
rotational viscometer
viscometer
input
Prior art date
Application number
RU2003129336/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Ф. Яцун
Е.Н. Политов
В.А. Шеполухин
Original Assignee
Курский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Курский государственный технический университет filed Critical Курский государственный технический университет
Priority to RU2003129336/20U priority Critical patent/RU36527U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU36527U1 publication Critical patent/RU36527U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

Ротационный вискозиметр дифференциального тинаDifferential Tin Rotational Viscometer

Полезная модель относится к приборам для исследования реологических свойств жидких сред и может использс заться в автомобильной, пищевой, строительной, нефтехимической промышленности.The utility model relates to instruments for studying the rheological properties of liquid media and can be used in the automotive, food, construction, and petrochemical industries.

Предлагаемая нолезная модель относится к типу ротационных вискозиметров, нредставляющих собой два коаксиальных цилиндра, цри этом вязкость жидкости является функцией момента сопротивления вращению.The proposed model is a type of rotational viscometers, which are two coaxial cylinders, while the viscosity of the fluid is a function of the moment of resistance to rotation.

Известен ротационный вискозиметр, содержащий погруженный в измеряемое вещество вращающийся цилиндр, асинхронный электродвигатель, на валу которого закреплён цилиндр, и цифровую систему измерения вязкости, содержащую импульсный датчик периода вращения цилиндра, механически связанный с валом электродвигателя, тактовый генератор имиульсов. управляемый напряжением источник электродвигателя, счётчик импульсов, формирователь постоянной временной поправки, сумматор, входы которого подключены к формирователю и датчику, а выход соединён с одним входом счётчика, другой вход которого подключён к выходу генератора I. Из формирователя поправочный сигна., определённой величины, устанавливаемой при работе вискозиметра в эта.1онных жидкостях, складывается или вычитается в зависимости от соответственно жёсткой или мягкой механической характеристики двигатедя из сигнача от датчика, и частота результирующего сигнала не зависит от крутящего .момента двигателя.Known rotational viscometer containing a rotating cylinder immersed in the measured substance, an asynchronous electric motor, on the shaft of which a cylinder is fixed, and a digital viscosity measuring system containing a pulse sensor of the period of rotation of the cylinder, mechanically connected to the motor shaft, the clock pulse generator. voltage-controlled electric motor source, pulse counter, constant time shaper, adder, the inputs of which are connected to the shaper and the sensor, and the output is connected to one counter input, the other input of which is connected to the output of the generator I. From the shaper there is a correction signal, of a certain value, set when the viscometer is operating in this 1-ion liquid, it is added or subtracted depending on the correspondingly hard or soft mechanical characteristics of the engine from the signal from the sensor, and the frequency of the resulting signal is independent of the engine torque.

Данный вискозиметр обладает недостаточно щироким диапазоном измерений при существенной сложности конструктивной схе.мы.This viscometer does not have a wide range of measurements with a significant complexity of the design scheme.

Известен также ротационный вискозиметр 2. содержащий электропривод, внещний цилиндр, заполненный исследуемой жидкостью, в котором помещён соосно с внепь ним цилиндром внутренний воспринимающий цилиндр, датчик углового перемещения, регистратор, конденсатор, асинхронный электродвигатель с обмотками возбуждения и управления, на оси которого с одной стороны закреплён вн тренний восприни.мающий цилиндр и с другой стороны - датчик углового перемещения, источник переменного напряжения, общую щину и усилитель, подключённый входом к выходу датчика углового пере.мещения и выходом - к с дному выводу обмотки управления, один вывод обмотки возбуждения подсоединён через конденсатор к источнику переменного напряжения: два а.мплитудных детектора, генератор импульсов, два цифроана..тоговых преобразователя, реверсивный счётчик и ко.мпаратор. подключёппый одним входом к выходу первого амплитудного детектора, другим входо.м - к выходу первого цифроаналогового преобразователяA rotational viscometer 2. is also known. It contains an electric drive, an external cylinder filled with the test fluid, in which an internal sensing cylinder, an angular displacement sensor, a recorder, a capacitor, an induction motor with excitation and control windings, on the axis of which on one side are placed coaxially with the external cylinder an external sensing cylinder is fixed and, on the other hand, an angular displacement sensor, an alternating voltage source, a common busbar and an amplifier connected by an input to the data output the angular displacement sensor and the output - to the bottom output of the control winding, one output of the excitation winding is connected through a capacitor to an AC voltage source: two A. amplitude detectors, a pulse generator, two digital-to-analog converters, a reversible counter and a co -parator. connected with one input to the output of the first amplitude detector, another input m - to the output of the first digital-to-analog converter

200312 556200312 556

G 01 N II G 01 N II

и выходом - к одному входу реверсивного счётчика, подсоединённого другим входом к выходу генератора импульсов и выходами - к информационным входам обоих цифроаналоговых преобразователей, первый амплитудный детектор соединён входом с другим выводом обмотки управления, второй амплитудный детектор подключён входом к другому выводу второй обмотки возбуждения и выходом - к опорному входу второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединён с входом регистратора.and an output - to one input of a reversible counter connected by another input to the output of the pulse generator and outputs - to the information inputs of both digital-to-analog converters, the first amplitude detector is connected by the input to the other output of the control winding, the second amplitude detector is connected by the input to the other output of the second excitation winding and the output - to the reference input of the second digital-to-analog converter, the output of which is connected to the input of the recorder.

Данное устройство также не позволяет проводить измерения вязкости жидкости в широком диапазоне скоростей сдвига, и при этом отличается достаточно сложной конструкцией.This device also does not allow measurements of fluid viscosity in a wide range of shear rates, and at the same time has a rather complicated design.

Предлагаемая полезная модель позволяет существенно расширить диапазон измерений при высокой их точности и обладает сравнительно простой конструкцией.The proposed utility model can significantly expand the measurement range with high accuracy and has a relatively simple design.

Предлагаемый вискозиметр представляет собой систему из двух коаксиальных цилиндров, каждый из которых приводится во врашение от двигателя (мотор-редуктора) постоянного тока, дополнительно содержит систему постоянных магнитов для привода обоих цилиндров и систему экранов и датчиков Холла с встроенными магнитами; при этом крутящий момент от двигателя к цилиндру передается посредством взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов. Бесконтактная измерительная система на базе датчиков Холла позволяет замерить частоту вращения каждого цилиндра и момент сопротивления вращения, который является функцией сдвига по фазе вращения ведущей и ведомой частей привода.The proposed viscometer is a system of two coaxial cylinders, each of which is rotated by a direct current motor (gear motor), further comprises a system of permanent magnets to drive both cylinders and a system of screens and Hall sensors with built-in magnets; while the torque from the engine to the cylinder is transmitted through the interaction of magnetic fields of permanent magnets. A non-contact measuring system based on Hall sensors makes it possible to measure the rotational speed of each cylinder and the moment of rotation resistance, which is a function of the phase displacement of the driving and driven parts of the drive.

На фиг. 1 приведена конструктивная схема вискозиметра.In FIG. 1 shows a structural diagram of a viscometer.

Ротационный вискозиметр дифференциального типа содержит наружный цилиндр 1, заполненный исследуемой жидкостью 2, приводимый во вращение мотор-редуктором постоянного тока 3. посредством передачи крутящего момента от ведущего диска 4, закреплённого на валу мотор-редуктора 3 гайкой 5, с помощью взаимодействия магнитных полей системы постоянных магнитов 6, 7 и 8, к ведомому стакану 9, расположенному соосно с валом мотор-редуктора 3, который имеет резьбовое соединение с цилиндром 1. Аналогичная конструкция служит для вращения внутреннего цилиндра 10. Вся конструкция крепится к основанию 11.The differential type rotational viscometer contains an outer cylinder 1 filled with the test liquid 2, driven by a DC motor gearbox 3. By transmitting torque from the drive disk 4, fixed to the shaft of the motor gearbox 3 with nut 5, by means of the interaction of the magnetic fields of the constant system magnets 6, 7 and 8, to the driven cup 9, located coaxially with the shaft of the gear motor 3, which has a threaded connection with the cylinder 1. A similar design serves to rotate the inner cylinder 10. The whole structure is attached to the base 11.

Измерительная система включает экраны 12 (по два на каждый цилиндр), выполненные из стали, и датчики Холла со встроенными магнитами 13 (также по два на каждый цилиндр), выходы которых соединены через аналогово-цифровой преобразователь с компьютером 14.The measuring system includes screens 12 (two for each cylinder) made of steel, and Hall sensors with built-in magnets 13 (also two for each cylinder), the outputs of which are connected via an analog-to-digital converter to computer 14.

Ведущий диск 4 приводится во вращение от мотор-редуктора 3, крутящий момент к ведомому стакану 9 передаётся посредством взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов 6, 7 и 8. Магниты 6 и 8 при вращении увлекают за собой магнит 7, при этом при отсутствии сопротивления диск 4 и ведомый стакан 9 с наружным цилиндром 1 вращаются синхронно, т.е. с одинаковой угловой скоростью и начальной фазой. Аналогичным образом, причём независимо от наружного цилиндра, приводится во вращение внутренний цилиндр 10.The drive disk 4 is driven in rotation from the gear motor 3, the torque to the driven glass 9 is transmitted through the interaction of the magnetic fields of the permanent magnets 6, 7 and 8. Magnets 6 and 8 rotate the magnet 7 along with it, while in the absence of resistance, the disk 4 and the driven glass 9 with the outer cylinder 1 rotate synchronously, i.e. with the same angular velocity and initial phase. Similarly, and independently of the outer cylinder, the inner cylinder 10 is rotated.

При наличии сопротивления среды 2, центральный магнит 7 сместится относительно своего первоначального положения равновесия, при этом ведущий диск 4 и стакан 9 будут вращаться с одной скоростью, но с некоторым сдвигом по фазе. Этот сдвиг по фазе пропорционален вязкости среды.In the presence of medium resistance 2, the central magnet 7 will shift relative to its original equilibrium position, while the drive disk 4 and the glass 9 will rotate at the same speed, but with some phase shift. This phase shift is proportional to the viscosity of the medium.

Вращение цилиндров может происходить в различных, в том числе противоположных направлениях.The rotation of the cylinders can occur in various, including opposite directions.

Измерение угловой скорости цилиндров, а также момента сопротивления вращению производится посредством бесконтактной системы. Экран, представляющий собой тонкий стальной диск, вращ;ается заодно с стаканом 9 в зазоре корпуса датчика Холла с встроенным магнитом 13. Экран имеет выступы и впадины. На датчик подаётся напряжение от АЦП компьютера 14. При прохождении выступа экрана через зазор в корпусе датчик выдаёт сигнал, равный с небольщими потерями поданному на него напряжению, поступающий в компьютер; при прохождении впадины - сигнала нет. Таким образом, датчик Холла работает как счётчик импульсов, а следовательно, и частоты вращения цилиндра.The measurement of the angular velocity of the cylinders, as well as the moment of resistance to rotation, is carried out by means of a contactless system. The screen, which is a thin steel disk, rotates at the same time as the glass 9 in the gap of the Hall sensor housing with an integrated magnet 13. The screen has projections and depressions. The sensor is supplied with voltage from the ADC of the computer 14. When the protrusion of the screen passes through the gap in the housing, the sensor generates a signal equal to the voltage supplied to it and transmitted to the computer with small losses; when passing the cavity - there is no signal. Thus, the Hall sensor works as a pulse counter, and therefore the cylinder speed.

Подобный экран и датчик установлены на ведущем диске 4, что позволяет измерить её скорость вращения. Кроме того, подобная система позволяет зарегистрировать и вычислить сдвиг фаз при вращении ведущей и ведомой частей вискозиметра с высокой точностью.A similar screen and sensor are installed on the master disk 4, which allows you to measure its rotation speed. In addition, such a system allows you to register and calculate the phase shift during rotation of the leading and driven parts of the viscometer with high accuracy.

Аналогичная система служит для измерения угловой скорости внутреннего цилиндра 10 и момента сопротивления его вращению, который, очевидно, равен моменту сопротивления вращению наружного цилиндра 1.A similar system is used to measure the angular velocity of the inner cylinder 10 and the moment of resistance to its rotation, which, obviously, is equal to the moment of resistance to rotation of the outer cylinder 1.

Таким образом, при вращении двух цилиндров регистрируются сигналы с датчиков Холла 13, вычисляются скорости вращения цилиндров 1 и 10 (соответственно сОн и сОв, а также сдвиг по фазе дф).Thus, when two cylinders are rotated, signals from Hall sensors 13 are recorded, the rotational speeds of cylinders 1 and 10 are calculated (сОн and сОв, as well as phase shift df).

Полученный график фактически отражает зависимость касательных напряжений от скорости сдвига среды.The resulting graph actually reflects the dependence of shear stresses on the shear rate of the medium.

Предлагаемая конструкция вискозиметра позволяет существенно расширить диапазон измерения вязкости жидких сред, а также исследовать различные жидкости при различных градиентах скоростей в условиях центробежного поля при обеспечении высокой точности и автоматизации измерений.The proposed design of the viscometer allows you to significantly expand the range of measurement of the viscosity of liquid media, as well as to study various liquids at various speed gradients in a centrifugal field while ensuring high accuracy and automation of measurements.

Используемые источникиSources used

1Авторское свидетельство СССР № 1249402, кл. G 01N 11/ 14. 1986.1 USSR Author's Certificate No. 1249402, cl. G 01N 11/14. 1986.

2Авторское свидетельство № 1627919, кл. G 01N 11/14.1991.2 Certificate of authorship No. 1627919, cl. G 01N 11/14/1991.

Claims (1)

Ротационный вискозиметр дифференциального типа, содержащий внутренний цилиндр, помещенный в исследуемую жидкость, заполняющую наружный цилиндр, соосный с внутренним, отличающийся тем, что он дополнительно содержит систему постоянных магнитов, связанную с каждым цилиндром, систему экранов и датчиков Холла с встроенными магнитами, и оба цилиндра приводятся во вращение от двигателя постоянного тока.A differential type rotational viscometer containing an inner cylinder placed in the test fluid filling the outer cylinder, coaxial with the inner one, characterized in that it further comprises a permanent magnet system associated with each cylinder, a system of screens and Hall sensors with built-in magnets, and both cylinders driven by a DC motor.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2003129336/20U 2003-10-06 2003-10-06 Differential Rotational Viscometer RU36527U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003129336/20U RU36527U1 (en) 2003-10-06 2003-10-06 Differential Rotational Viscometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003129336/20U RU36527U1 (en) 2003-10-06 2003-10-06 Differential Rotational Viscometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU36527U1 true RU36527U1 (en) 2004-03-10

Family

ID=36296783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003129336/20U RU36527U1 (en) 2003-10-06 2003-10-06 Differential Rotational Viscometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU36527U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3875791A (en) Variable shear rate, wide dynamic range true indicating viscometer
CN1016279B (en) Vibration-type rheometer apparatus
RU36527U1 (en) Differential Rotational Viscometer
US4499753A (en) Rotational viscometer for high-pressure high-temperature fluids
CN2206958Y (en) Induction rotary viscosimeter
CA2868847A1 (en) Non-contact torque measurement apparatus and method
US3613450A (en) Fluid mass flowmeter
RU63532U1 (en) Biotor Viscometer
SU1627919A1 (en) Rotational viscometer
RU2722339C1 (en) Method for measuring torque at engine shaft
SU612159A1 (en) Viscosimeter
SU779863A1 (en) Rotary viscosimeter
SU655932A1 (en) Viscosimeter
SU823977A1 (en) Viscosimeter
RU43648U1 (en) Biotor Viscometer
RU86011U1 (en) Biotor Viscometer
SU868471A1 (en) Rotary viscosimeter
SU993125A2 (en) Shaft rotation angular speed pickup
SU613242A1 (en) Device for measuring inductor induction motor r.p.m.
SU949417A1 (en) Rotary electroviscometer
SU1317323A1 (en) Elastoviscometer
SU607144A1 (en) Shaft rotational velocity sensor
JPH08338802A (en) Rotational viscometer
RU31452U1 (en) Device for determining the rheological parameters of liquid media
SU457012A1 (en) Rotary electroviscometer

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)