SU702269A1 - Компенсационный ротационный вискозиметр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к ввскозвметрам , в частности, к ротационным вискозиметрам .,

Известен ротационный вискозиметр, содержащий подвижный цилиндр, эпектродвигатель дл  вращени  цилиндра, термостат . и устройство дл  измерени  крутйщегр момента. Цепь  кор  с последовательно вклкпенвым в нее резистором и реостатом и обмотка возбуждени  электродвигател  соединены с источником стабилвзированно. го напр жени , выход которого подключён на (блок сравнени  l.

Вискози1 етр не обеспечивает, широко- yj го диапазона измерении:

Известен также компенсационный ротационный вискозиметр, содержащий электродвигатель со, стабилизированным чвс гом оборотов , св занный нерез редуктор со сто- у) лешницей, на которой установлен сосуд с .,анализируемой средой, а внутри этого сосуда расположен цилиндр, укрепленный ва валу, и схему регистрации 2j.

Прибор не обеспечивает достаточной точности измерений.

Цель предлагаемого взобрьтенин повышение точности и расширение динамического диапазона измерений вискозиметра .

Дл  этого в компенсационный ротационный вискозиметр, содержащий электродвигатель со стабилизированным чисш оборотов, св занный через редуктор со столешницей, на которой устансжлен сосуд и Исследуемой жидкостью, а внутри этого сосуда расположен цилиндр, укрепленный на валу, дополнительно введен ав- тогейератор и электромагнит, у полюсов; которого помещена рамка с сигнальной н исполнительной обмотками, при этом сигнал1: а  обмотка через последовательно соединенные усилитель низкой частоты и фазовый детектор подключена ко входу усилител  посто ннохч) тока, а его выход нагружен на последсвателшо включенные исполнительную обмотку и коммутируемый резистор, св занный со входом образцо- BQTb вольтметра, причем автогенератор через фазовращатель св зав со вторым входом фазовотчэ детектора, а через ыоду л тор подключен f обмотке элеЕТрсмаг н та,, В 1федлагавмом устройстве момент вращени  МдрШлвндра всегда пропорш овален в зкости всследуемой жидкостнП в компенсируетс  1 отиводействующим моментом Мпр, который пропор ионален падению напр жени  на коммутируемом резисторе. Это напр жение регистрирует- с  ttdpaanoBbiM цифровым или аналоговым вольтметром. Так как пох шность измерени  в зкоств , Э основном, определ етс  погрешHbcTbiD регвстрируюше1Ч} прибора, то возможность првмененва цифрового вольтметра в совокупности с предлагаемой схе мой ;в11скозиметра позвол ет повысить точ ность. измер и  при с шовременном расширении динамического диапазона по в зкости. ФункйиональЬа  схема предпагаемогх} устройства изображена на чертеже. Вискозиметр включает в себ  следующие узлы: апектром.агнит 1, рамку 2с сигнальной 3 и исполнительной 4 обмотками , ус литель 5 низкой частоты, фазовый детектор 6, усилитель 7, посто нного Ька, модул тор 8, коммутируемый резистор 9 образцовый цифровой Ш1И анапоговый вольтметр 10, автогенератор 11, кшгандр 12, сосуд 13 с исследуемой жнд KOctbto, столешницу 14, фазовращатель 15, вал 16, редуктор 17, алектродаигатель 18, :систему 19 стабилизации скорости вращени  электродвигател , подшипники .20 и 21. На валу 16, свободно вращающемс  в подшипниках 20 и 21, закреплена рамка с двум  обмотками, одна из которых {сиг налша ) 3 через усилитель 5 низкой час тоты и фазовый детектор 6 подключена к входу усилител  7 щсто ниого тока, а выход последнего нагружен на последователшо соединенные коммутируемый разис тор 9, и исполните|1ьную обмотку 4, Электродвигатель 18 со схемой 19 стабилизадии скЬроста вращени  через редуктор 17 приводит во вращение столешницу 14, на которой устансжлен сосуд 13с исследуемой жидкостью. Соосно с этим сосу .дом расположен цшшндр 12, механически св зашаый с валом. Автогенератор 11 через фазовращатель 15 подключен ко второму входу фазового детектора, а через модул тор 8 подсоединен к обмотке электромагнита 1. Устройство работает следующим обрадом: Элект{Хэдаигатель 18 со схемой 19 стабилизагши скорости вращени  через редуктор 17 приводит во вращение столешницу 14, на которой установлен цилиндрический сосуд 13 с исследуемой жидкостью. В резулм-атесдаплени  цилиндра 12 с исследуемой жидкостью возникает моментвращени Шр в (- |j| стрем щийс  повернуть рамку, наход - щуюс в магнитном поле электромагнита 1. Магнитный поток электромагнита 1 имеет посто нную состав/Ь кнцую и переменную составл ющую 0f|,4acTQTa которой определ етс  автогенератором 11. Автогенератор 12 через фазовращатель 15 подключен с одному из входов фазового детектора 6 и через модул тор 8 к электро магнита 1. В шле электромагнита, полна  магнитна  индукци  В которого может быть представлена выражением. ; B(-,- -B SiHat. .В сигнальной обмотке наводитс  напр жение Ц 13Вт -5 «®. где SI - углова  частота автогенератора llj BO - посто нна  составл юща  магнитаой индукына; амплитуда переменной состав- . л ющей андукдии - число витков сигнальной об .мотки S - площадь рамки; Q. - угол между напрж(лением магнитного EDTosa н Ш1ОСкостью рамки. Это напр жение ti усиливаетс  усилителем 5 низкой частоты и поступает на один их входов фазового детектора 6, на второй вход которого через фазовращатель 15 по«. даетс  опорное напр жение автогенератора 11. На выходе фазового детектора 6 вырабатьшаетс  напр жение, которое усилила- етс  усилителем 7 посто нного тока, н ксммутируемыйрезистор 9. воздей-. ствует 6а всполнителшуюобмотку 4. Ток исполнительной обмоткн D создаэт магнитный поток, который, взаимодейству  с посто нной составл ющей мапштного потока Фо - ,о59ртремитс  удержать рамку в HcxoAHtavi состо нии. При изменении в зкости д, пропордионапьно измен етс  5/и Q остава сь все врем  малым по абсолютной величине. В замкнутой системе регулировани  момент вращени  tMfp #/,обусловаенный оцеплен ем стенок цилиндра 12с исследуемой жидкостью , непрерывно компенсируетс  противодействующим моментом рамкв с током:- .- ..- np P : S NW 6C050 (3) Реша  совместно ЛАтЕ М по ОТНОСИТвЛ1 но.|( подучаем АЛ пр Р) .&совв fb и а hiy - G RT;--B Nw -ecose, u - 2где У2 число вигаов исполнительной обмотки о(ц (5) коэффициенты, которйе опреде л ютс  конструктивными осо. бенност ми прибора; -напр женке, поступающее на вход цифровохч) вольтметра -поминалшое значение KOMMy b-v тируемого резистора; )ц, -R. исполнительной обмотке; коэффициенты усилени  Тпередачи) усжлител  низкой частоты, фазового детектора и усилител  ПОСТСЯННО1Х) тока оо ответственно . При соответствуйэщем подборе помина лов резистора Rii шкала образцового вол метра будет отградуирована в вдЕншха : в зкости. Коммутиру  резисторы, св занные межд собой роотношением ,- toK -j-looK можнъ в широких предала : измер ть в з™ кость исследуемой жидкости. При достаточно большом усаленни сиг нала на цЛсто нном и на переменном то™ ке, а также благодар  наличию глубокой Отрдаательрой обратной св зи в предлага емой системе автоматического регулиро- ваний нестабильность коэффициентов ус - лен   К,н1,, а точность измерени  в зкости у сущест- венного вли ни  не оказывает. Если угои Q не превышает 10°, то погрешность от - ток елинвйностн шкалы в рассматриваемом ротационном вискозиметре V л 57.3 ) te должна превышать 0,5%. Однако, эта составл юща  погрешность  вл етс  систематической и при необходимости может быть учтена, Как  оказал анализ погрешностей, в макете устройства случайна  составл ю}ца  бсл не превышает ОД +0,15%. Так как чувствительность обычнохю етырехразр дного цифрового вольт1 етра ёолее, чем на двапор дка выше чувствр те ьности стрелочных индикаторов то во столько же |) расшир етс  и динамичео кий диапазон предлагаемого вискозиметра. Таким образец, в/предлагаемом вискозиметре значительно  бвьхшаетса точность  вмерени  в зкoctи. при одновременном расшнренни его динамического диапазона.;, Формула-изобретени  { омпенсадаонный) ротационный вискоадIvi fpj содержащий зпектродвигательсб стабилизированным числом оборотов, св -. , эанный через редуктор со стсстешнидей, на которой установлен сосуд с анализируемой средой, а внутри этого сосуда располо ген лвл0ндр, укрепленный на валу, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  дкнамичео кого диапазона измерении, он снабжен автогенератором и электромагнитом, у подвэ .сов которого помещена рамка с сигааль. ной и исполнительной обмотками, прр этом сигнальна  обмотка через последователь-. но соединенные усилител|з низкой частоты и фазовый детектор подключена кЬ входу усилител  посто нного тока, а его выход нах ружен.на последовательно вкл этенные иашэЛЕЕ телы1ую ббмотку и коммути pys- мьхй резистор, св занный со входом об раадового вольтметра, причем автогенера тор фазовращатель св зан со вторымвходом фазового детектора, а через модул тор подключен к обмотке электро™ магнита. Источники информации, apEiaaibie во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР hS 241096, кл. G 01 N 11/14, 1969, . 2, Патент Швейцарии № 474055, кл. Gi 01 N 11/14, опублик. 1969.