SU1672303A1

SU1672303A1 - Способ юстировки ротационного вискозиметра

Info

Publication number: SU1672303A1
Application number: SU874308626A
Authority: SU
Inventors: Николай Нажмудинович Абдурахманов; Евгений Вольфович Межбурд; Александр Андреевич Сенин
Original assignee: Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения АН СССР
Priority date: 1987-07-22
Filing date: 1987-07-22
Publication date: 1991-08-23

Abstract

Изобретение относитс к ротационным вискозиметрам с магнитодинамической системой подвеса ротора и к способам их юстировки. Цель изобретени - повышение точности измерени разностной в зкости путем повышени сходимости результатов измерени . При этом совмещают оси вращени привода АБ с осью вращени ротора СД, перемеща микрометрическим узлом 10 пластину 8 горизонтально вместе с приводом вращени 5 по координате X относительно ротора 1. Регистриру по индикатору 11 величину смещени привода 5, а на блоке 6 - период вращени ротора 1, определ ют зависимость периода вращени ротора от положени привода относительно ротора. Затем наход т по этой зависимости такое положение привода относительно ротора на координате X, при котором период вращени ротора максимальный, и, перемеща пластину 8, устанавливают привод в это положение по координате X. Аналогичным образом определ ют зависимость периода вращени ротора от положени привода относительно ротора, перемеща привод горизонтально по координате Y, перпендикул рной оси X. После чего наход т по этой зависимости такое положение привода относительно ротора на координате Y, при котором период вращени ротора максимальный и, перемеща пластину 8, устанавливают привод в это положение. Затем фиксируют положение привода относительно ротора фиксаторами 9, при котором период вращени ротора максимальный дл двух взаимно перпендикул рных координат X и Y. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к ротационным вискозиметрам с магнитодинамиче- ской системой подвеса ротора и способам их юстировки, причем данные вискозиметры в основном предназначены дл определени малых (пор дка 10 Па-с) разностей динамической в зкости между слабо концентрированными (пор дка 1 - 0,1%) раствора- ми, например, биополимеров и растворителей в широком диапазоне скоростей деформации (пор дка 0,02-2 с ), что требует сходимости периода вращени ротора пор дка .

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени разностей в зкости путем повышени сходимости результатов измерени .

На чертеже представлен ротационный вискозиметр с магнитным подвесом.

j16

Ротационный вискозиметр с магнитным подвесом содержит систему автоматического регулировани безопорного подвешивани ротора 1, состо щую из дифференциального датчика положени 2, блока 3 регулировани положени ротора и соленоида 1. Ротационный вискозиметр солержит также привод 5 вращени и блок 6 измерени периода вращени ротора 1, устройства 7 горизонтального перемещени привода 5 в двух взаимно перпендикул рных направлени х , выполненное в виде пластин 8 с фиксаторами 9 положени (по казан только один фиксатор положени ) , на которой укреплен привод 5. при этом пластина 8 св зана с микрометрическими узлами 10 (не показан один из двух взаимно перпендикул рно расположенных микрометрических узлов ) ее перемещени в двух взаимно перпендикул рных направлени х.

Устройство 7 перемещени привода 5 соединено с индикаторами 11 (показан один из двух взаимно перпендикул рно расположенных индикаторов) его положени по двум взаимно перпендикул рным координатам.

Пластина 8 упираетс в пружину обратного хода 12. Шаговый электродвгатель 13 привода 5 вращени установлен во втулке И, закрепленной в п а стине 8 с возможностью вертикального

0

5

0

5

0

Оптическа система регистрации периода вращени ротора состоит из источника 29 света, линз 30 и 31, световода 32 и фототриода 33, св занного с блоком 6 измерени периода вращени - ротора 1. Вискозиметрическа камера 23 вместе с соленидом Ь укреплена на кронштейне З , установленном на горизонтальном основании 35. На этом же горизонтальном основании установлена пластина 8.

Причем Вискозиметрическа камера 23 вместе с соленоидом k установлена относительно горизонтального основани так, что ее ось перпендикул рна горизонтальной плоскости основани 35.

Пластина 8 установлена на горизонтальном основании так, что ось привода 5 вращени перпендикул рна горизонтальной плоскости основани 35.

Ротационный вискозиметр работает следующим образом.

Вискозиметрическа камера 23 через заправочные капилл ры 25 и 26 заполн етс жидкостью. В рабочем режиме ротор 1 безопорно подвешен в заданном положении при помощи магни- тодинамического подвеса. При перемещении ротора 1 в вертикальном направлении сердечник 22 ротора смещаетс из положени , симметрично относительно дифференциального датчика 2

перемещени . Фиксаци положени втулки 5 положени ., Смещение сердечника 22

Т обеспечиваетс винтом 15. Индикатор 11 св зан с устройством 7 горизонтального перемещени привода 5 подвижным штоком 16. На валу шагового электродвигател 13 установлен крон- 4Q штейн 17 с посто нными магнитами 18. Шаговый двигатель 13 св зан с блоком 19 задани скорости вращени 5 привода.

относительно дифференциального да чика 2 положени вызывает по влени сигнала разбаланса. Этот сигнал по даетс на блок 3 регулировани пол жени ротора, который измен ет то соленоиде 4, так, что воздейству на сердечник 22 ротора 1 и возвращ ротор 1 в исходное положение, сигн разбаланса сводитс к нулю, тем са мым поддержива в посто нном положении .

, Ротор 1 содержит цилиндр 20 из немагнитного электропроводного материала с отверстием 21, В верхней части ротора укреплен сердечник 22 из феррита t Ротор 1 безопорно подвешен в вискозиметрической камере 23, рабочий объем которой закрыт пробкой 21 и св зан с узлом заполнени (не показан ) заправочными капилл рами 25 и 26. Термостатирующий объем вискозиметрической камеры 23 св зан с внешним термостатом (не показан) патрубками 27 и 28 (стрелками указано направление течени жидкости).

5 положени ., Смещение сердечника 22

Q

5

0

5

относительно дифференциального датчика 2 положени вызывает по вление сигнала разбаланса. Этот сигнал подаетс на блок 3 регулировани положени ротора, который измен ет ток в соленоиде 4, так, что воздейству на сердечник 22 ротора 1 и возвраща ротор 1 в исходное положение, сигнал разбаланса сводитс к нулю, тем самым поддержива в посто нном положении .

Вращение ротора обеспечиваетс приводом 5 вращени .

Шаговый двигатель 13, управл емый блоком 19 задани скорости вращени 5 привода, вращает кронштейн 17 с укрепленными на нем магнитами 18. Вращение посто нных магнитов 18 создает вращающеес магнитное поле, которое возбуждает в цилиндре 20 из электропроводного материала вихревые токи. Магнитное поле последних взаимодейству с вращающимс магнитным полем, приводит цилиндр 20 и

соединенный с ним ротор 1 во вращение (т.е вращение цилиндра обеспечиваетс по принципу вращени ротора асинхронного двигател ). Ротор 1 вращаетс с посто нной скоростью, когда момент сил трени , пропорциональный измер емой в зкости жидкости , уравновешиваетс моментом сил, возбуждаемых в цилиндре 20 вращающимс магнитным полем, при этом период вращени ротора пропорционален измер емой в зкости.

Период вращени ротора 1 измер етс следующим образом.

Световой поток от источника 29 света фокусируетс линзой 31 на торце световода 32, проходит через световод 32 и фокусируетс линзой 30 на отоси вращени привода с осью вращени ротора заключаетс в следующем.

Микрометрическим узлом 10 переме , щают пластину 8 горизонтально вместе с приводом 5 вращени по координате X относительно ротора 1. При этом, регистриру по индикатору 11 величину смещени привода 5, а на блоке 6 Ю период вращени ротора 1, определ ют зависимость периода вращени ротора от положени привода относительно ротора. Затем наход т по этой зависимости такое положение привода от15 носительно ротора на координате X, при котором период вращени ротора максимальный, и, перемеща пластину 8, устанавливают привод в это положение по координате X. Аналогичным

верстии 21. После отверсти 21 сфоку- 0 образом определ ют зависимость перисированный световой поток попадает на фототриод 33. При вращении ротора световой поток периодически прерываетс , измен при этом амплитуду тока с фототриода 33. Блок 6 измерени периода вращени ротора 1 измер ет период следовани импульсов с фототриода 33i тем самым измер етс период вращени ротора 1.

Задание и поддержание необходимой температуры жидкости в рабочем объеме вискозиметрической камеры 23 обеспечиваетс те рмостатирующей жид- костью, котора прокачиваетс внешним термостатом через патрубки 27 и 28 и термостатирующий объем вискозиметрической камеры 23.,

Юстировку ротационного вискозиметра производ т следующим образом.

ода вращени ротора от положени привода относительно ротора, перемеща привод горизонтально по координате (не указана), перпенликул р25 ной оси X (т .е. перпендикул рной плоскости чертежа). После чего наход т по этой зависимости такое положение приво да относительно ротора нл координате Y, при котором период вращени ро30 тора максимальный, и, перемеща пластину 8, устанавливают привод в это положение. Затем фиксируют положение привода относительно ротора фиксаторами 9, при котором период вращени ротора максимальный дл двух взаимно перпендикул рных координат X и Y.

Зависимость периода вращени ротора от положени привода по отношению к ротору носит колоколообразный

35

Установку привода 5 вращени отно- 40 характер (близко к параболе), причем

сительно ротора 1 в положение, при котором вертикальные колебани ротора 1 не вли ют на воспроизводимость периода вращени ротора 1, провод т вертикально, перемеща втулку И в пластине 8 вместе с шаговым двигателем 13 и кронштейном 17 с посто нными магнитами 18. Найденное положение фиксируют винтом 15.

50 вращени привода с осью вращени ротора исключает прецессию ротора, а следовательно, увеличивает точность измерени . Кроме того, повышаетс чувствительность вискозиметра

Совмещение оси вращени привода 5 с осью вращени ротора 1 обеспечивают , перемеща пластину 8 горизонтально вместе с приводом 5 вращени по двум взаимно перпендикул рным коор- )5 к измерению в зкости за счет умень- динатам X и Y при помощи микрометри- шени св зи между ротором и магни- ческих узлов 10,тами привода.

При этом способ юстировки ротацион- Способ юстировки ротационного вис- ного вискозиметра, т.е. совмещение козиметра обеспечивает возможность

оси вращени привода с осью вращени ротора заключаетс в следующем.

Микрометрическим узлом 10 перемещают пластину 8 горизонтально вместе с приводом 5 вращени по координате X относительно ротора 1. При этом, регистриру по индикатору 11 величину смещени привода 5, а на блоке 6 период вращени ротора 1, определ ют зависимость периода вращени ротора от положени привода относительно ротора. Затем наход т по этой зависимости такое положение привода от5 носительно ротора на координате X, при котором период вращени ротора максимальный, и, перемеща пластину 8, устанавливают привод в это положение по координате X. Аналогичным

ода вращени ротора от положени привода относительно ротора, перемеща привод горизонтально по координате (не указана), перпенликул р5 ной оси X (т .е. перпендикул рной плоскости чертежа). После чего наход т по этой зависимости такое положение привода относительно ротора нл координате Y, при котором период вращени ро0 тора максимальный, и, перемеща пластину 8, устанавливают привод в это положение. Затем фиксируют положение привода относительно ротора фиксаторами 9, при котором период вращени ротора максимальный дл двух взаимно перпендикул рных координат X и Y.

5

в точке максимального периода тангенс угла наклона касательной к кривой равен нулю, а это значит, что при максимальном периоде, т.е. при совмещении оси вращени привода с осью вращени ротора, период вращени ротора практически не зависит от его случайных горизонтальных смещений. Таким образом, совмещение оси

вращени привода с осью вращени ротора исключает прецессию ротора, а следовательно, увеличивает точность измерени . Кроме того, повышаетс чувствительность вискозиметра

к измерению в зкости за счет умень- шени св зи между ротором и магни- тами привода.

контролируемого совмещени с высокой точностью оси вращени привода с осью вращени ротора, что исключает прецессию ротора, а следовательно , повышает точность измерени за счет повышени сходимости периода вращени ротора до величины пор дка , кроме того повышаетс чувствительность вискозиметра к измельчению в зкости приблизительно в 2 раза. Така сходимость и чувствительность позвол ют измер ть малые менени в зкости (пор дка 10 - 1(Г7 Па -с) ) слабоконцентрированных растворов биополимеров по отношению к в зкости растворител , что важно при биохимических исследовани х дл определени массы и формы биомакромолекул .

Г) V Я V} t } / I

Claims

Формула изобретени

Способ юстировки ротационного ви- скозиметра, с магнитодинамической системой подвеса ротора с немагнитным цилиндром из электропровод щего материала и с магнитным приводом, включающий установку магнитного при- вода вращени вне вискозиметриче- ской камеры относительно безопорно подвешенного ротора по регистрации периода его вращени , отличающийс тем, что, с целью повыше- ни точности измерени в зкости, перемещают привод в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикул рным направлени м до получени максимума периода вращени ротора.