SU1110869A1

SU1110869A1 - Penetrometer

Info

Publication number: SU1110869A1
Application number: SU833559100A
Authority: SU
Inventors: Александр Алексеевич Тарасов; Яков Шимонович Вайнблат; Семен Львович Мадорский
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1983-02-28
Publication date: 1984-08-30

Abstract

ПЕНЕТРОМЕТР, включающий корпус с размещенным в нем предметным столом д1п образца, держатель с иглой, поEfciijiHOiJ ,..-:, гружающий элемент, электромагниты подъема и фиксации погружающего элемента, измерительный блок, блак контрол касани иглой поверхности образца и блок управлени , электрически св занный с электромагнитами , измерительным блоком и блоком контрол , отличающиPENETROMETER, which includes a case with a sample d1p sample table, a holder with a needle, loading element, electromagnets for lifting and fixing the immersion element, a measuring unit, a control unit for touching the sample surface with a needle, and a control unit electrically connected with electromagnets, measuring unit and control unit, distinguishing

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл использовани при контроле качества пластичных материалов , например битумов.The invention relates to a measurement technique and is intended for use in quality control of plastic materials, such as bitumen.

Известно устройство дл пенетрации пластичных материалов, содержащее опорную плиту со стойкой, держатель со стержнем , расположенный в направл ющих, погружающий элемент, самописец, соединенный со стрелкой, стрелку с циферблатом,кинематически св занную с самописцем, и гидравлический регул тор 1.A device for penetrating plastic materials is known, comprising a base plate with a stand, a holder with a rod located in guides, a plunger, a recorder connected to an arrow, a dial arrow connected kinematically to a recorder, and a hydraulic regulator 1.

Недостатком этого устройства вл етс низка точность измерени .A disadvantage of this device is low measurement accuracy.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс пенетрометр, включающий корпус с размещенным в нем предметным столом дл образца, погружающий элемент, электромагниты подъема и фиксации погружающего элемента, измерительный блок, блок контрол касани иглой поверхности образца и блок управлени , электрически св занный с электромагнитами, измерительным блоком и блоком контрол 2.Closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a penetrometer comprising a housing with an object table for a sample, an immersion element, electromagnets for raising and fixing an immersion element, a measuring unit, a control unit for touching the needle to the sample surface and a control unit electrically connected with electromagnets, measuring unit and control unit 2.

Недостатками данного устройства вл ютс ненадежность его в работе, ввиду легкой у звимости электрического контакта между погружающим элементом и микрометрическим винтом, а также длительное врем проведени опыта, св занное с необходимостью преобразовани вращени привода в поступательное перемещение микрометрического винта.The disadvantages of this device are its unreliability in operation, due to the light electrical contact between the immersion element and the micrometer screw, as well as the long experience, associated with the need to convert the drive rotation into the forward movement of the micrometer screw.

Целью изобретени вл етс повышение надежности работы и сокращение времени измерени .The aim of the invention is to increase the reliability of operation and reduce the measurement time.

Поставленна цель достигаетс тем, что пенетрометр, включающий корпус с размещенным в нем предметным столом дл образца , держатель с иглой, погружающий элемент, электромагниты подъема и фиксации погружающего элемента, измерительный блок, блок контрол касани иглой поверхности образца и блок управлени , электрически св занный с электромагнитами, измерительным блоком и блоком контрол , снабжен пневматическим стабилизатором скорости опускани иглы с мембраной и магнитопроводом, дополнительным к электромагниту подъема быстронасыщающимс магнитопроводом, который обеспечивает св зь цневматического стабилизатора скорости опускани иглы с погружающим элементом .The goal is achieved by the penetrometer comprising a housing with a sample table placed in it, a holder with a needle, a diving element, lifting and fixing electromagnets of the diving element, a measuring unit, a control unit for touching the needle to the sample surface and a control unit electrically connected with electromagnets, a measuring unit and a control unit, equipped with a pneumatic stabilizer of the needle lowering speed with a membrane and magnetic core, in addition to the lifting electromagnet, yuschims yoke which provides communication tsnevmaticheskogo stabilizer needle lowering speed immersed element.

На чертеже представлена кинематическа схема пенетрометра.The drawing shows a kinematic diagram of a penetrometer.

Устройство содержит иглу 1, закрепленную в держателе 2, размещенном на погружающем элементе 3, который выполнен в виде кор электромагнита подъема 4, имеющего обмотку 5 и дополнительный быстронасыщающийс магнитопровод 6, электромагнит фиксации 7 погружающего элемента 3, пневматический стабилизатор скорости 8, снабженный мембраной 9 с укрепленным на ней магнитопроводом 10, регулировочным вентилем 11 к обратным клапаном 12, измерительный блок 13 со считывающим фотоэлементом 14 и растровой решеткой 15, подвижна часть которой закреплена на погружающем элементе 3, блок контрол касани иглой 1 поверхности образца в составе электромагнитной катушки 16 и усилител 17, предметный стол 18 дл 0 установки на нем сосуда 19 с образцом и блок управлени 20.The device comprises a needle 1 fixed in a holder 2 placed on the immersion element 3, which is made in the form of a lifting electromagnet core 4, having a winding 5 and an additional fast-sinking magnetic circuit 6, the fixation electromagnet 7 of the immersion element 3, a pneumatic stabilizer 8, equipped with a membrane 9 s reinforced on it by the magnetic core 10, the adjusting valve 11 to the check valve 12, the measuring unit 13 with the reading photocell 14 and the raster grid 15, the movable part of which is fixed on the gruzhayuschem element 3, the unit controlling the needle touching the sample 1 surface as a part of the electromagnetic coil 16 and the amplifier 17, a sample platform 18 for 0 installation thereon vessel 19 with the sample and the control unit 20.

Пенетрометр работает следующим образом .Penetrometer works as follows.

В исходном состо нии игла 1 с погружающим элементом 3, зафиксированные с помощью электромагнита фиксации 7, наход тс в верхнем положении. Все электрические цепи обесточены.In the initial state, the needle 1 with the immersion element 3, fixed with the help of an electromagnet of fixation 7, is in the upper position. All electrical circuits are de-energized.

После установки сосуда 19 с образцом, охлажденным до заданной температуры, и включени устройства запускаетс схема самогенерации на усилителе 17 с электромагнитной катушкой 16 на частоте свободных колебаний иглы 1. Одновременно .через обмотку 5 пропускаетс относительно неболь5 щой ток, создающий в дополнительном быстронасыщающемс магнитопроводе магнитный поток, минимально необходимый дд удержани погружающего элемента 3 в магнитном сцеплении с магнитопроводом 10 пневматического стабилизатора скорости 8After installing the vessel 19 with the sample cooled to a predetermined temperature and turning on the device, the self-generation circuit is started on the amplifier 17 with the electromagnetic coil 16 at the frequency of the free oscillations of the needle 1. At the same time, a relatively small current is passed through the winding 5, creating a magnetic flux in the additional fast-gaining magnetic core , the minimum required dd to hold the immersion element 3 in magnetic coupling with the magnetic core 10 of the pneumatic speed stabilizer 8

0 опускани иглы. Магнитный поток при этом в основном контуре благодар значительно большему воздущному зазору в нем невелик , и его удерживающим воздействием на погружающий элемент 3 можно пренебречь. С включением электромагнита фиксации снимаетс фиксаци погружающего элемента 3, и он идет вниз, притормажива сь пневматическим стабилизатором скорости 8 опускани иглы, со скоростью, устанавливаемой регулировочным вентилем 11. В момент ка0 сани 1 поверхности образца в сосуде 19 свободные колебани иглы нарущаютс , и происходит срыв самогенерации электрических колебаний усилител 17. Это служит сигналом дл обесточивани обмотки 5 и включени отсчета измерительным бло5 ком 13. При обесточивании обмотки 5 погружающий элемент 3 расцепл етс с пневматическим стабилизатором скорости 8 опускани иглы и под действием своей силы т жести внедр ет иглу 1 в образец в сосуде 19. Процесс внедрени (пенетрации) длитс заданное врем ( 5 с), в течение которого импульсы считывающего фотоэлемента 14, оптически св занного с растровой решеткой 15, суммируютс в счетчике и выдаютс на цифровое табло в единицах пе5 нетрации. По истечении 5 с отсчет прекращаетс , а достигнута величина пенетрации остаетс высвеченной на табло. С прекращением отсчета обмотка .5 электромагнита подъема 4 включаетс на полное напр жение и погружающий элемент 3 вт гиваетс в исходное (верхнее) положение, приподнима мембрану 9 пневматического стабилизатора скорости опускани иглы 7 благодар выпуску воздуха из него через клапан 12. Затем обмотка 5 электромагнита подъема 4 и электромагнит фиксации 7 обесточиваютс , и элемент 3 фиксируетс в верхнем положении. Цикл операций на этом завери1аетс .0 lowering the needle. The magnetic flux at the same time in the main circuit due to the much larger air gap in it is small, and its holding effect on the immersion element 3 can be neglected. When the fixation electromagnet is switched on, the immersion element 3 is fixed, and it goes down, slowing down with a pneumatic stabilizer of the needle lowering speed 8, with the speed set by the adjusting valve 11. At the time of the cable 1 of the sample surface in the vessel 19, the free oscillations of the needle break and the stall self-generation of electrical oscillations of the amplifier 17. This serves as a signal for de-energizing the winding 5 and turning on the counting by the measuring unit 13. When de-energizing the winding 5, the immersing element 3 uncouples With a pneumatic stabilizer of the speed of lowering the needle 8 and under the action of its gravity, it introduces the needle 1 into the sample in the vessel 19. The process of penetration (penetration) lasts a predetermined time (5 s) during which the pulses of the reading photocell 14 optically coupled to the raster grid 15 is summed up in a counter and displayed on a digital display in units of recitation. After 5 seconds, the countdown stops, and the reached penetration value remains highlighted on the scoreboard. With the termination of the countdown, the winding .5 of the lift electromagnet 4 is turned on at full voltage and the immersing element 3 is drawn into its initial (upper) position, lifting the membrane 9 of the pneumatic stabilizer of the needle lowering speed 7 due to the release of air from the lift electromagnet 5 4 and the electromagnet of fixation 7 is de-energized, and the element 3 is fixed in the upper position. The cycle of operations on this is assured.

Индикаци величины измерени на табло может быть прекращена кнопкой сброса в блоке управлени или автоматически стираетс с началом очередного цикла измерени .The indication of the measurement value on the display can be stopped by the reset button in the control unit or automatically erased with the start of the next measurement cycle.

Выходной электрический сигнал пенетрометра может быть применен дл цифро-печати и непосредственного ввода в ЭВМ. Пенетрометр может быть использован в системах автоматического контрол и управлени технологическими процессами в качестве датчика пенетрации.The electrical output of the penetrometer can be used for digital printing and direct input into the computer. The penetrometer can be used in systems of automatic monitoring and control of technological processes as a penetration sensor.

Использование данного устройства позвол ет существенно упростить конструкцию и алгоритм управлени им, чем можно повысить его надежность, а также сократить врем одного определени качества контролируемого материала (по пенетрации) в среднем на 6 мин.The use of this device makes it possible to significantly simplify the design and control algorithm, which can increase its reliability, as well as reduce the time for one determination of the quality of the controlled material (by penetration) by an average of 6 minutes.

Claims

PENETROMETER, comprising a case with an object table for sample placed in it, a holder with a needle, a loading element, electromagnets for raising and fixing the immersion element, a measuring unit, a control unit for touching the surface of the sample with a needle and a control unit electrically connected to electromagnets, a measuring unit and a unit control, characterized in that, in order to increase reliability and reduce measurement time, it is equipped with a pneumatic stabilizer for lowering the speed of the needle with the membrane and the magnetic circuit, olnitelnym to the electromagnet bystronasyschayuschimsya lifting yoke, which communicates the pneumatic stabilizer needle lowering speed immersed element.

6980111 “nS>