Вискозиметр
Иллюстрации
Реферат
17585l2 валом соединен с входным валом 1ервячного редуктора, а обмотками — с выходом коммутатора, первый вход которого связан с зыходом регистра хранения инфо,.,1ации о направлении перемещения поршня, à второй вход связан с выходом преобразователя двоичного кода в число импульсов, преобразователь информационным входом связан с выходом регистра хранения информации о величине перемещения поршня, а тактовым входом — с выходом управляемого по частоте генератора тактовых импульсов, вход которого связан с выходом регистра хранения информации .: скорости перемещения плунжера, при.-.-..:: . регистры своими входами присоединены к выходу процессоров, Наиболее близок к предлагаемому вискоэиметр, содержащий термостат с проточной двухканальной зкструзионной камерой, плунжер, обеспечива1ощий сдвиг слоев расплава в зазоре между своей наружной поверхностью и поверхностью камеры, следящий электропривод, состоящий из шагового двигателя с червячным реду<тором и ходового винта, реверсивную гидрокамеру, датчик силы, процессор, аналого-цифровой преобразователь, блок ввода информации, принтер, информационное табло, коммутатор обмоток шагового двигателя, регистр хранения информации о направлении перемещения плунжера, преобразователь двоичного кода в число импульсоь. регистр хранения информации о величине перемевцения плунжера, управляемoro по частоте генератора тактовых импульсов, регистр хранения информации о скорости перемещения плунжера, причем датчи!;. силы механически связан с плунжером и ходовым винтом, а электрическим выходом — co входом аналого-цифрового преобразователя, шаговый двигатель своим валом соединен с входным валом червя Свого редуктора, а обмотками — с выходом коммутатора, соединенного первым входом с выходом регистра хранения информации о направлении перемещения плун>кера и вторым входом — с выходом преобразователя двоичного кода л число импульсов — через таймер и сумматор импульсов; преобразователь двоичного i
Данный вискозиме.гр мо>кет бь1ть Nc5 пользован при непрерывном измерении вязкости расплава поликапооамида HB выходе из аппарата непрерывной полимеризации, При уплотнении выходящей за прслелы измерительного канала, асти плунжера и 10 кгзр;гуса дс".хканальной экструзио, но1 1 Kd" меры, предотвращаю1цего окисление или проникновение расплава поликапроамида в
:.орг ус термоста:;3, при -.;ви>кении и. унжера воз ни1<ает неучтенная по величине и времс15 ни в процессе авт..>мати геского слежения за заданной нагрузкой на плун-.<ео сила тре ния, что снижает достоверность измерений.
Цель1о изобретения является повыше11ие достове„ости измерений.
20 Поставла;ная цель достигается тем, что в устройство, содержащее Tr:рмостат с проточной двухканальной зкструзионной камерой, имеющей измерительный и обвоцной каналы, плунжер, следящий электропривод, 25 состоящий из шагового двигателя и червячного редуктора, реверсивную гибкую идрокамеру, блок ввода информации, принтер, и; фогмационное табло, коммутатор, счет-:.:;к импульсов, таймер, преобразователь 0,.!roè- :ного кода в число ик1пульсов, управля:мч:й по частоте генератор, три pervcTpa, зн лсго-цифровой преобразователь и да-гик силы, закрепленный к сси червя ного .,-. rp i
35 г:одом ко вхсду анап<>го-цифр>в" го rip8збразозателя, процессор Г1одключзн пер" 31 ": E, ;x. г. . 1 3 Р:i K;. ы х <. д )i б f i 0 к а в в;3 д а
И! 1ф 3;3Мации., Г1РР= Ь1Й V; Ы Гг>С 1М BbiXO„,i3!AИ к входам, соответс Гве1-i H 3, и 1.:i i нте;3а и и н—
40 ф<3 Ом э1 :..Он ного Га бг10 и1 ретьи B bixoii!o;1
Ко B>:o, iÿ 1 ре "истров, Bb!xone Г. Свого р6! ист3а СОЕД1-НЕН С 11нфОРГ.".,"".гОННЫМ ВХОДОМ
;1оммутатооа. выход вто,>,3го Оег,:.1ра подсоединен к информационно1 "у ходу преоб45 разователя двоичн "ãî кода b число импульсов подключенного выходс..1 к счетному входу счетчика импульсов и вторым ..;:до11 к выходу управляемого по часloTB
1е1 ерато13г, вход которого соединен с выхо.>О до; 1ретьего ре::-.":стра, ьыхо, с е чи .;-. и ;. пульcoD п3дк.: очен i<0 вхс, утаймерз, выход !
О 1мута-ора, подсоединен1Гюго выходом ко входу шаговогг>двигателя, введены и:iTE!rpb55 тор и гидг3осоп, 33тивление. из":ери3ельный канал проточной двукангн1ьной з;ез rv ppocoriротивлеь ие, плунжер ьыпол .ilH "> :. >1Е1 ДаойНОГО ПОРШНЯ, а;. СВ"::РСИ. i i;.-:. ,"1Ь.:.: ..1 гидрокамера рас..ол,3,;-:.i а с г<.331758512
40 аной части плунжера и контактирует с расплавом полимег:, выход реверсивной гидрокамеры:.е>:-.::;чески соединен с входом дат ик:. с мы:: . ход анаг o-o-цифрового -:.:еобрaàэв".,т -.;я «.>единен со входом интеграто," а„сика с нного выходом ко вто
p!!>му вхо. :,, л, .""-, ji.-".;,с . p3.
l ë -:;:.;. så. - г:...едставлена функциональна-: .,х::: :;...":схозиметра, Вискозиметр со ::. ржи: т:-;рмостат 1 с экструзионной камерой 2, п:::нжер 3 с гидрокамерой 4 в ви, :;е с ..ль;..:;.--: з или мембраны. соединенной
:. а .ал-,м с в.;. i,ом датчика 5 силы, ходовой .ъ н:: ",,,::;"..";- :- ь и редуктор 7, шаговый дви.атель 6, а:.;а, =го-цифровой преобразователь ji,".- ;г1) :,::- -:тегратор 10, процессор 11, Д,::. бла :,: ввода .;;формации, принтер 13, ин:;-ормационног абло 14, коммутатор 15 обгюток шагового двигателя, первый регистр
1 ". хранени:; информации о направлении перемещения плунжера 3, преобразователь
", двоичного кода в число импульсов, второй регистр 18 хранения информации о ве." . ине перемещения плунжера 3, управ-.ëeìûé по частоте генератор 19, трет.:.й per!.ñòp 20 хранения информации о скорости пере .е:.:яния плун>кера, таймер 21, .-.,:.a- гик .,>2:.:-, :ьсов, Экструзионнэя каме.а 2 име :: з .яе:;ительный канал 23 и обводной кан..;л .4, сое,,:.иняемые между собой
::.-рез г.:.д >г:,ог.";> ",. вление 25.
„ :.,:-,чаек ".>:илы "ооим корпусом соеди,ни с ..-,1у;>к. .>ом 3 и с ходовым винтом 6, à> o;;=: механичес:i: -.Qeäèíåê с гидрокамеой 4 плу-.:>хера ",:, а злектрическим выходом
;оепинен !ep:.;=-. акал-:го-цифровой преобра: овател ; 9 со око,.-я ; интегратора 10. Шаговый двигател . 8 с<,":им валом соединен с червячным редук о:ом 7, а обмотками — с выходом коммутат-;р 15, вход которого связа.. с сыходом ггерз i0 регистра 16 хране;::.я инфсрмации о направлении г:е",вмещения лун>кера 3. Второи вход коммутатора 15;ерез таймер 21 и счетчик 22 импульсов связан с выходом преобразова.;;;.я "7 двоичного кода в число импульсов, Г реобра.;оват".:,л.: 17 информационным входя"". связан с вь::;:одом второго регистра 18
;:pà>;àÿ я информации о величине перемео. е..и>-: плунжера ь а тактовым входом — с выходом уг;ра:-л;.емого по частоте генератора 19, вход;л;араго соединен с выходам третьего регистра 20 хранения информации о скорости перемещения плунжера 3.
Регистры 16, 18, 20 своим входом подсоединены к первому выходу процессора
11, подключенного первым входом к выходу блока 12 ввода информации, вторым входом — к выходу интегратора 10, вторым выходом — ко входу принтера 13 и третьим выходом— ко входу информационного табло 14, Бискозиметр работает следующим образом.
Расплав поликапроамида, проходя адно из отверстий фильеры литьевого насоса. попадает в термостатируем ую зкструзионную камеру 1, стабилизируется по температуре, заполняет измерительный канал 23 с плун>кером 3» направляется через обводной канал 24 в литьевую ван-.у на охлажд"-ние.
Через блок 12 вводят в и:. мят- г роцессора 11 вели-ь.ну заданной скоросгк .":. ;v;;жера 3, как в одну, так и в ppyry;" сторону его движения, причем скорости ., агу-: быть разными по величине. Запускается следящая система с шаговым двигэтелем 8. Ходовой винт 6 двигает вниз плунх.ер 3, который вытесняет из зкструзионной каMåpû 2 pRcплач через гидросопротивление 25, Возникающее при давлении плунжера 3 «а расплав усилие передается через гидрокамеру 4 на тензопреобразователь - датчик 5 силы, воздейс.гвует на мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб и изменение сопротивления тензорезисторов, соединенных в мостовую схему, а также пропорциональный усилию злектрический сигнал.
Так как геометрические размеры измерительного канала 23 зкструзионной камеры 2 и гидросопротивления 25,. выполненного, например, в виде сквозной щели постоянной площади поперечного сечения и длины, неизменны, то сигнал U на выходе датчика 5 силы пропорционален напряжению Р сдвига слоев расплава, в установившемся режиме, т.е.
U =АР =A —, F где А — чувствительность системы измерения, мВ Нlсм, F — сила сдвига, Н;
S — площадь трения, см .
Зависимость между напряжением сдвига и сигналом тензопреобразователя датчика 5 силы может быть выражена в виде
"=Й" O где  — постоянная времени системы,: черения.
Отсюда площадь, опись:г." .:м-.;=;:..;.:::=;пй измерения сигнала U eo орем;: циональна вязкости Q расп1.- :; г
Р, г
С выхода датчика 5 силы с.:. . -з:. и, ."..-пает на вход аналого-цифров .. :,, p:-:.» . ователя 9, затем суммирует...;: .;- вре =::-.
1758512 интегратором 10 и пода"-.тся на второй вход процессора 11, который сравнивает Величину заданной скорости сдвига и фактической, (ассчитывает регулиравочныа пар;; етры и засылает рассчитанную инфармацию в ре- 5 гистры 16, 18 и 20, Информацля а направлениии перемещения плунже а с выхода первого регистра 16 поступает на первы:,", вход коммутатора 15, по сигналу с выхода которога осуществляется изменение на- 10 правления вращения шагового двигателя 8, На второй вход коммутатора 15 с преобразователя 17 двт%чного кода через счстчик
22 и таймер 21 поступа-;", сигнал в виде импульсов, причем коли I<-;.;TBG импульсов B 15 пачке задается двоичным -1ислом, записанным во в ором регистре 18 хранения инфо .мации а величине перемеще"!èB плунжера
3. В результате чего вал шагового двлгателя
8 повернется на число шагов, соответствую- 20 щее числу импульсов в пачке, Скорость вращения вала шагового двигателя 8 определяется частотой следования импульсов внутри пачки, которая устанавливается управляемым по частоте генератором 19 В 25 соответствии с величиной двоичнога числа, записанного в третьем регис.ре 20 хранения информации О скорости перемещения плунжер"» 3.
При прахожденил заданно;о кол чест- ., 3 ва шагов шагового двигателя й, .е, количесТВВ поданных лм пуп СОB характеризующих хад плунжера 3, счетчик
22 выдает сигнал на таймер 21,<атарый
Отключает шаГОЗЬ! Й двигатель .1,из,"-1еняе1 3ь направление его вращения, B держивае. заданное время. Ходовой винт 6 п==.ремB!цэет плунжер 3 вьерх, Расплав всасывае Гся через гидросопротлвление 25, а т-.к KB«в гидрокамере 4 от высокой температур=. Воз-,; никло давление, сигнал от катаре го соалансирован в измерительной мостовой схеме да нуля, то происходит расширение Гидр экамеры 4 и снижение давления, Сигнал GTрицателен по знаку и суммируется в 4 : интеграторе 10 в виде площади, прог.орциональной динамической вязкости.
При установившейся скорости наступает с учетом постоянной времени измерительной, системы состояние, 50 характеризующееся и постоянной величиной усилия сдвига. Таким образам, чср-., процессор 11 по программе задастся, устанавливается, обеспечивается с коэффициентами пропорциональности и выдается - à -:5 цифровое табло 14 и принтер 13 показания динамической вязкости, скорости сдвига, усилия сдвига слоев расплава полимера, ход плунжера 3, что позволяет повысить достоверность измерения реологических свойств расплава пали«а раамида B процессе его полимеризацли и поликонденсации. Перед каждым последующим измерением оператор осу;цествляет вручную обнуление интегратора 10 и счетчика импульсов 22.
Использование изобретени-. позволяет повысить достоверность изме-.рений. З а p ".1 g л а и з а б р е т е и и "
Вискозиметр, "îäåðæàùèé термастат с праточ ной двухкан ал ьной зкструзион НО1л камерой, имеющей измерительный и обводной каналы, плуижер, следящий электропривод, состоящий из шагового двигаTB!1ÿ и червячного редук т ора с ходовым винтом. peBBpñèBHую гибкую гидрокамеру, блок ввода инфармацил,принтер,информационное таflG, «оммутатоо, счетчик импульсов, таймер, преобразователь двоичнога кода в число импу .ьсав, управляемый по частоте генератор, трл регистра, аналого-цифровой преобразователь, датчик силы, прикрепленный к оси червячного редуктора и к плунжеру и подсоединенный выходом к входу аналогоцифаавого преобразователя, процессор подкл,ачен первым входом к выходу блока ввода информации, первым и вторым выходами — K входам OGGTBGTGTBBHHG принтера и информа,voHного табло и третьим вь ходом — к вха,:,ам регистров, выход первого регистрВ соединен с информационным ВхОдОм комм гатора, выход второгс рс истра подсоеди :ен к информ".öèGHHàìó Входу преобОазавателя двси IHG! 0 кода В числа ....:ïóë,.,00В, под«люче-IHGI G выходом K с-чет>GI" .у ВхОду снеl чика импульсов и Втааь|м
Входам к Быхсду управля ма ГО ПО часта!p
Ге&3ратара, Вход котараГО соединен с Выходам третьего регистра, выход c«eã÷õ«à импульсов подключен к Bxo ) таймера, выход
K0TGp0Io соединен с Гара",ля ашим вхад01л коммутатора, падсоединенно О вь-KG; GI к
Входу шдГОВОГО двиГателя, <. л i! ч а IG щ ий с я тел чта, с цель10 павы::ения достав рнасти измерения„в неГО в едены интегpB" тар и гидрасог1ротивление, измерительный канал проточной цвухканаль,-:.,й экс-Га у.::4 анной Kàì ðû соединен с обводным канаfl0м через гидаосопро,ивление, плунжер выполнен B виде двойного поршня, реверG::IBíàiI гибкая гидрокамера раса-..:ложена B
Головной час ги плун кара и KG;-ITB«òèpóBTGÿ с ПасплаBOII полимера, выход peBBpcIB»iG
Гидра«амеры механически саед Il!BH с Вх", да iд,атчика силы., Выход QiiB".Ога цифаоВО"
; Р 3:,реп;,ОBBGBBTBilя — C <ÕOÄG,"4 ИнтегоаТОГ;"
110Д;, л:ОЧЕННС Га ВЫХОДОМ К B i apGМу ВХоду
1758512
Г4 д 4
Составитель В. Костюхин
Редактор Л,Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор С. Иатруиева
Заказ 2994 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101