Электровискозиметр со статическимуравновешиванием

Электровискозиметр со статическимуравновешиванием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческни

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»!)800827 (6I ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 23.03.79 (21) 2740479/18-25 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.81. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания (51 ) М. Кл.

01 М 11/1"";

Государственный комитет до делам изобретений и открытий (53) УДК 548.137 (088.8), 3)tpSf (72) Авторы изобретения

А. С. Плехов, П. А. Иванов и A. H. Сундуков т

-«С», )1 1

Горьковский исследовательский физико техниче кий Щ1,:, .. ) е институт при ГГУ им. Н. И.-Лобачевского (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОВИСКОЗИМЕТР СО СТАТИЧЕСКИМ

УРАВ HOB ЕШ ИВА НИ ЕМ

Изобретение относится к устройствам для непрерывного измерения вязкости ньютоновских и неньютоновских жидкостей и предназначено для исследования биомедицинских жидких сред и других маловязких жидкостей.

Известно устройство для измерения вязкости методом уравновешивания, содержащее пару рабочих поверхностей, одна из которых связана с приводом, а другая — с силоизмерителем, выполненным

10 в виде электромагнитного преобразователя, катушка намагничивания которого соединена с регулируемым источником питания, а другая катушка — исполнитель15 ная — соединена через усилитель с урав.новешивающим мостом, в ollHo из плеч которого включен датчик смещения fl).

Конструкция подвески. измерительных поверхностей в этом приборе не .позво20 ляет измерять малые моменты вязкостного трения. Наличие специального датчика смешения усложняет конструкцию и схему прибора, уменьшается его чувстви2 ! тельность, а включение датчика в уравновешивающий мост не обеспечивает необходимой степени уравновешивания и качества переходных процессов при ура вновешивании моментов.

Известен вискозиметр, содержащий контейнер для измеряемой жидкости, пару цилиндров, один из которых, наружный, соединен с приводом через магнитную муфту. Ось внутреннего цилиндра жестко связана с поводком, на конце которого закреплены сердечники дифференциальнотрансформаторной и силовой компенсационной катушек 121.

Однако связь оси с поводком делает невозможным измерение малых вязкостей.

Известен также ротационный электровискозиметр, в котором применена электромеханическая часть для измерения малых моментов вязкостного трения. Кроме того, для повышения точности определе ния вязкости в неподвижной круглой катушке, подсоединенной к источнику тока, раз—

0827

3 80 мещены две подвижные катушки, скреплено алые между собой под углом в 90, одна из которых, лежащая на одной оси с неподвижной, через источник опорного напряжения подключена на вход усилителя, выход которого подсоединен ко вт орой катушке (3) .

Недостатки такого прибора состоят в

ТоМ что наличие токопроводов к двум катушкам подвижной части чувствительного элемента ограничивает чувствительность;устройство регистрации, выходной сигнал которого пропорционален току в катушке уравновешивания, включает измерительный преобразователь переменного тока, вносящий погрешность не менее 2%; в .схеме уравновешивания известного прибора не обеспечивается необходимое качество переходных процессов.

11ель изобретения — повышение чувствительности и точности при автоматическом измерении вязкости.

Поставленная цель достигается тем, что неподвижная катушка возбуждения подключена к стабилизатору напряжения сетевой частоты и через разделительный конденсатор — к генератору повышенной частоты, а подвижная катушка чувствительного эпемента закрепленная на растяжках, соединена с преобразователем уравновешивания и через конденсатор — с, преобразователем неравновесия. Последний содержит емкостный дифференциатор с выходом на постоянном токе, дифференциальный усилитель, соединенный с аналоговым умножителем, выход которого вместе с емкостным дифференциатором присоединен к суммирующему усилителю. Выход суммирующего усилителя подключен к вольтметру и входу аналогового умножителя преобразователя уравновешивания, второй вход которого связан с напряжением сетевой частоты, а выходс подвижной катушкой прибора.

На чертеже показана схема предлагаемого прибора.

Электровискозимегр содержит подвижную катушку 1 чувствительного элемента, катушку 2 возбуждения, стабилизатор

3 напряжения. сетевой частоты; генератор 4 повышенной частоты; преобразователь 5 неравновесия, включающий емкостный дифференциатор 6, дифференциальный усилитель 7, интегральный аналоговый умножитель 8 и суммирующий усилитель 9. Кроме того, устройство содержит вольтметр 10 постоянного тока, преобразователь 11 уравновешивания, 5 !

О

40 ф5

55 элекгропривод 12, внешний цилиндр 13 с исследуемой средой и внутренний ци— линдр 14.

Устройство работает следующим образом.

На катушку 2 возбуждения электродинамического прибора подают напряжение

М9 or стабилизатора 3 напряжения сетевой частоты и через конденсатор — от генератора 4 повышенной частоты. Подвижная катушка 1 чувствительного элемента, закрепленная на растяжках, подключена к преобразователю 1.1 уравновешивания и через конденсатор — к преобразователю 5 неравновесия. С рамкой связан внутренний цилиндр 14, размещенный внутри внешнего цилиндра 13 с исследуемой средой, вращаемого электроприводом 12.

При вращении внешнего цилиндра появля— ется момент вязкостного трения на оси внутреннего цилиндра 14, катушка 1 по— ворачиваегся, а изменение индукгируемой

ЭДС повышенной частоты воспринимает- ся преобразбвателем 5 неравновесия, выходной сигнал которого воздействует на преобразователь 11 уравновешивания, выходной ток которого, протекая по подвижной катушке прибора, создает момент

1", уравновешивающий момент вязкосгного трения M< . Использование в качестве токопроводов только двух расгяжек позволяет значительно снизить порог чувствительности и увеличить точность измерений. Поскольку для обеспечения работоспособности прибора катушки приходится располагать под углом, близким к 45

О го увеличивается чувствительность преобразователей неравновесия и уравновешивания, а также возникает однозначная зависимость приращения индуктируемой

ЭЛС от угла поворота катушки.

Однако при малой жесткости расгяжек особенно важно и трудно обеспечить устойчивость автомат ическ ой системы, следящей за положением подвижной катушки.

С этой целью в схеме преобразователя неравновесия имеется емкостный дифференциатор 6 огибающей сигнала неравновесия с выходом на постоянном токе. Зля обеспечения фазочувствительного выпрямления сигнала с выхода дифференциального усилителя 7 применяют интегральный аналоговый умножитель 8, что исключает нели,нейность выходной характеристики преобразователя, присущую схемам с использованием диодов.

Так кж в подвижной катушке наводятся ЭДС с различными частотами, то нельзя характеризовать величчну момента уравновешивания величиной измеренного переменного тока, протекаюшего по катушке. Поэтому в качестве преобразователя уравновешивания применяют интегральный аналоговый умножитель 11, на один вход которого подают сигнал со стабилизатора переменного напряжения сетевой частоты, а другой вход подключен к выходу суммирующего усилителя 9 преобразователя неравновесия, куда подключен также вольтметр 10 постоянного тока.

Составляющая тока, пропорциональная моменту уравновешивания, будет пропорциональна и напряжению на выходе суммируюшего усилителя 9, которое измеряется вол ьт метр ом 1 О.

Таким образом, в предлагаемом элект-. ровискозиметре за счет исключения дополнительных механических сопротивлений, уменьшения погрешности измерения урав20 новешивающего тока, и за счет обеспечения устойчивости системы регулирования в переходных процессах достигается повышение чувствительности и точности из мерения вязкости.

Формула изобретения

1. Электровискозиметр со статическим

30 уравновешиванием, содержаший вращаемый внешний цилиндр с исследуемой средой, внутренний цилиндр, укрепленный на подвижной катушке измерительного электродинамического прибора, выходной указа27 6 тель,отличаю lGий сятем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, неподвижная катушка возбуждения подключена к стабилизатору напряжения сетевой частоты и через разделительный конденсатор — к генератору повышенной частоты, а подвижная катушка, закрепленная на растяжках, соединена с преобразователем уравновешивания и через дополнительный конденсатор — с преобразователем неравновесия.

2. Электровискозиметр по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что преобра.зователь неравновесия содержит дифференциальный усилитель, входами связанный с подвижной катушкой и делителем. напряжения повышенной частоты, а выходами первых каскадов — с емкостным дифференцирующим устройством, подклю- . ченным на вход суммирующего усилителя вместе с выходом аналогового умножителя, входами соединенного с подвижной катушкой и оконечным каскадом дифференционального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹. 301598, кл. G 01 N 1 1/14, 1968.

2, Авторское свидетельство СССР № 397816, кл. 5 01 М 11/14, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

И. 45701 2, кл. G 01 И 11/14, 1975 (прототип).

800827

Составитель В. Вощанкчн

Редактор И. Михеева Техред М.Коштура Корректор С. Шекмар

Заказ 10408/57 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4