SU890148A1 - Ротационный вискозиметр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к средствам измерени  в зкости намагничивающихс  жидкостей в магнитном поле.

Известны ротационные вискозиметры, состо щие из корпуса и двух коаксиальных цилиндров, между которыми находитс  исследуема  жидкость. Привод  во вращение один из цилиндров и измер   вращающий момент, создаваемый на втором цилиндре, определ ют в зкость испытуемой жидкости l и 2.,

Однако описанные устройства не позвол ют измер ть в зкость намагничивающихс  жидкостей и суспензий в магнитном поле, а так же .производить автоматическую непрерывную запись показаний.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  ротационный вискозиметр, состо щий из статора, ротора, содержащего экран с пр моугольными щел ми, устройства дл  сообщени  ротору крут- щего момента/ устройства дл  измерени  скорости вращени  ротора, укрепленного на роторе фотоприемника и источника освещени , в котором дл  расширени  диапазона измерений, фотоприемник выполнен с прот женной чуествительной площадкой, непосредственно на которой установлена неподвижна  маска,выполненна  так, что ее меньша  сторона параллельна оси вращени  ротора, а ширина щелей сделана равной межщелевому рассто нию. Фотоприемник имеет возможность радиального перемещени  относительно источника света. Это улучшает эксплуатационные характеристики вискозиметра 3.

Однако этот вискозиметр не позвол ет производить измерение в зкости в магнитном поле, а также вести автоматическую регистрацию результатов. Даже если поместить описанный вискозиметр в посто нное магнитное поле, то кроме того, что ферромагнитные части его будут искажать поле, невозможно получить магнитное поле во всех точках, перпендикул рное сдвиговому потоку. На некоторых участках оно будет перпендикул рно, а на некоторых- тангенциально по отношению к сдвиговому потоку, т.е. измерени  не будут корректны.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и автоматизаци  измерений ротационного вискозиметра.

Указанна  цзль достигаетс  тем, что статор вискозиметра выполнен в виде цилиндрического магнитопровода с полюсными наконечниками, внутри которого установлена соленоидальна  катушка и термостатирующа  камера .

На чертеже изображен предлагаемый ротационный вискозиметр, общий вид.

Ротационный вискозиметр имеет корпус 1, представл ющий собой цилиндрический магнитопровод, изготовленный из магнитом гкого материала, внутренний 2 и внешний 3 съемные полюсные наконечники. Мен   диаметр полюсных

наконечников можно измен ть величину рабочего зазора k, заполн емого исследуемой жидкостью 5. В корпусе вискозиметра впрессованы подшипог ики 6, в которых свободно может вращатьс  ось 7 ротора. На оси укреплен ротор В вискозиметра, представл ющий собой полый цилиндр из диэлектрического немагнитного материала. Бокова  стенка цилиндра может свободно, без трени  вращатьс  в зазоре k корпуса вискозиметра. На этой же оси закреплен диск 9 с щелевым отверстизм 10. Ось 7 ротора соединена с осью 11 приводного электродвигател  12 тор-. СИОНОМ 13, который может представл ть из себ  пружину, упругий стержень и т.д. На оси 11 приводного электродвигател  укреплен диск 4 с щелевым отверстием 15 аналогичный диску 9. Соосно с осью приводного электродвигател  установлен диск 16, он при вращении оси приводного элект- родвигател  неподвижен, но может перемещатьс  вокруг оси. На диске закреплен фотоприемник 17 с затемн ющим цилиндром и стрелка 18, перемещающа с  при вращении диска 1б по лимбу, занесенному на диске 19, закрепленному неподвижно. На штанге 20 монтируетс  приводной электродвигатель 12, источник света 21 с фокусирующей системой, а также неподвижный фотоприемник 22, идентичный фотоприемнику 17. Штанга закреплена на массивной подставке 23, на этой подS ставке закреплен и корпус 1 вискозиметра на амортизирующей прокладке 2А. Внутри корпуса вискозиметра расположена соленоидальна  катушка 25, соз- дающа  магнитный поток в рабочем зазоре. Катушка изолирована от рабочего зазора слоем термоизол тора 2б и рубашкой термостатировани  27..В . , стенки рабочего зазора зачеканены термопары 28, служащие дл  контрол 

5 температуры и .ее однородности в зазоре .

Автоматическа  регистраци  в зкости производитс  посредством элект-гронной схемы, состо щей из фотопри0 емников 17 и 22, формирователей 29, триггера 30, генератора 31, счетчика 32, цифро-аналогового преобразовател  33, регистрирующего самопишущего прибора 3, блока питани  35,

5 схемы совпадени  Зб и цифрового регистратора 37.

Ротационный вискозиметр работает следующим образом.

Зазор заполн етс  исследуемой намагничивающейс  жидкость ю 5- В рубашку термостатировани  27 подаетс  вода из термостата и устанавливаетс  необходимый тепловой режим, контролируетс  с помощью термопар

28. Источником питани  35 устанавливаетс  необходима  напр женность магнитного пол  в рабочем зазоре. Регулиру  скорость вращени  электродвигател  12, устанавливают необходимую скорость сдвига в рабочем зазоре 4, Из-за в зкого сопротивлени  среды 5 вращение ротора 8 .вискозиметра тормозитс  и диск 9, жестко св занный с ротором 8, начинает отставать

5 по фазе от диска Н, жестко св занного с осью 11 приводного электродвигател  12. Возникший крут щий момент закручивает торсион 13, причем величина измер емой в зкости пропорциональна степени закручивани  торсиона или, что тоже самое, сдвигу фазы между щел ми 10 и 15 дисков ЭЙ .

Величина сдвига фазы между отверсти .  ми измер етс  следующим образом.

5 Разовое измерение в зкости. При вращении дисков 9, I луч источника света 21 через щели 10, 15 в дисках 9,1 попадает на фотоприемники 17,22 , которые при этом вырабатывают электрические импульсы. Импульсы нормируютс  формировател ми 29 (например ждущий блокинг генератор или любой одновибратор) и поступают на схему совпадений 36. При отсутствии в зкого трени  (т.е. когда жидкости в зазоре нет) вращением диска 16 устанавливают О прибора (учитывающий трение, в опорах ротора, сопротивление воздуха и т. д.).так, чтобы при работе вискозиметра щели 10, 15 синфазно проходили через луч источника 2 Ь

Далее заливают испытываемую жид-кость , включают приводной электродвиггатель , из-за в зкого трени  ротора 8 диск 9 отстает по фазе от диска 1. Медленно враща  диск 1б с закрепленным на нем фотоприемником 17 по направлению вращени  вала электродвигател  компенсируют возникшую разность фаз, О том, что разность фаз скомпенсирована суд т по срабатыванию схемы совпадений 36 или контролируют этот процесс по осциллографу. Измеренный угол сдвига зафиксируетс  стрелкой 18 на лимбе 19. Заранее протарировав вискозиметр по образцовым жидкост м и составив таблицы зависимости углов сдвига фаз от в зкости , нетрудно найти по этим таблицам измер емую в зкость.

Автоматическое измерение в зкости начинают с момента, когда между ще . л ми 10 и 15 из-за в зкого трени  возникает разность фаз. Первый имлульс поступивший с фотоприемника 17 нормируетс  формирователем 29, формирователь запускает триггер 30, Второй импульс, поступивший спуст  некоторое врем  с фотоприемника 22 через формирователь 29 запирает триггер 30. Импульс, равный по длительности времени между поступлением первого и второго импульсов с фотоприемников , включает на это врем  счетчик 32, на счетный вход которого поступают импульсы с опорного стабилизированного генератора ЗЬ Далее показани  счетчика или. регистрируютс  в цифровом виде цифровым регистратором 37, или преобразованные цифроаналоговым преобразователем 33, поступают на аналоговый самопишущий регистратор 3. Следует отметить, что дл  увеличени  частоты замеров в зкости , можно установить несколько дисков с фотоприемниками, расположенными равномерно по периметру дис.ка. Фотоприемники в этом случае нужно подключить в общую схему через свои формирователи по описанному принципу .

Дл  измерени  диапазона измер емых в зкостей предназначен сменный торсион 13, Соответствующим электрическим переключением одного из фотоприемников на вход электронного счетчика 32 измер ют частоту вращени  ротора. Предлагаемое устройство позвол ет автоматически оперативно измер ть в зкость намагничивающихс 

жидкостей в поперечном однородном магнитном поле при различных скорост х Сдвиговых потоков и различных температурах измер емой среды.

Ротационный вискозиметр компактен

и не требует специального электромагнита , он позвол ет измер ть также в зкость обычных (немагнитных) жидкостей. Устройство автоматической регистрации позвол ет производить

непрерывную запись значений в зкости , а в случае необходимости вискозиметр может быть включен в автоматизированную систему. Варьиру  размеры полюсных наконечников, можно

измен ть величину рабочего зазора и производить исследовани , св занные со структурообразованием в магнитных суспензи х и намагничивающихс  жидкост х под воздействием магнитных полей. Устройство позвол ет производить измерени  и в переменном магнитном поле, что осуществл етс  соответствующим питанием соленоидальной катушки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ротационный вискозиметр, состо щий из статора, ротора, привода и измерительного устройства, о.т л ичающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , статор вискозиметра выполнен в виде цилиндрического магнитопровода с полюсными наконечниками, внутри которого установлена соленоидна  катушка и термостатирующа  камера.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Авторское свидетельство СССР № 670855, кл, G 01 N 11/1, 1977.

   2,Авторское свидетельство СССР № , кл, G 01 N П/Т, 1977.

   3,Авторское свидетельство СССР № 67085, кл, G 01 N 11/00, 1976 (прототип), .