Электровискозиметр

Электровискозиметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнх

Реснублнк (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 16i10 79 (21) 2830037/18-25 с присоединением заявкм Нов (23) Приоритет—

Опубликовано 300781.Бюллетень йо 28

Дата опубликования описания 3007,81 (51)М. Кя з

G 01 и 11/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 532.137 (088. 8}

Горьковский исследовательский физико-технический ийстис т при ГГУ им. Н. И. Лобачевского (71) Заявитель (54} ЭЛЕКТРОВИСКОЗИИЕТР

15

Изобретение относится к устройствам для непрерывного измерения малых значений вязкости ньютоновских и неньютоновских жидкостей и предназначено для реологических исследований биомедицинских жидких сред и других маловязких жидкостей.

Известно устройство для измерения вязкости методом уравновешивания ротационный вискозиметр Хартман-Браун. В этом вискозиметре внутренний цилиндр подвешен к рамке чувствительного элемента, угол поворота которой регистрируется фотоэлектронным утройством, состоящим из зеркального осветителя, фотоэлемента и записывающего индикатора f1), Однако наличие зеркальца на подвижной системе прибора усложняет конструкцию, что наряду с остальными элементами фотоэлектронного устройства, требукщими постоянного контроля и стабилизации рабочих режимов, снижает надежность прибора.

Известен также ротационный электров ис к оз иметр, содержащий вращаемый внешний цилиндр с исследуемой средой, внутренний цилиндр, укрепленный на рамке электроизмерительного прибора, ° помещенной внутри неподвижной катушки, подключенной к источнику переменного тока, внутри которой размещена подвижная катушка, состоящая нэ двух скрепленных между собой под углом 90о катушек, одна из которых расположена на одной оси с неподвижной катушкой, усилитель сигнала неравновесия и устройство регистрации.

Уравновешивающая рамка одновременно является элементом, дакщим сигнал на регистрацию угла поворота (2).

Однако наличие токоподводов к двум катушкам подвижной части чувствительного элемента ограничивает чувствительность прибора. Устройство регистрации известного прибора, выходной сигнал которого пропорционален току в катушке уравновешивания, включает в себя измерительный преобразователь переменного тока, вносящий значительную погрешность в конечный результат, как правило не меньшую 2%.

Кроме того, регистрирукщее устройство предусматривает стрелочный прибор, класс точности которого заставляет ограничиваться при отсчете показаний .всего двумя верными цифрами.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерений.

851190

20

Поставленная цель достигается тем, что в электровискозиметр, содержащий вращаеьый внешний цилиндр с исследуемой средой, внутренний цилиндр, укрепленный на рамке, помещенной внутри неподвижной катушки, подключенной к источни ку переменного ток а, усилитель сигнала неравновесия, связанный с подвижной катушкой, и устройство регистрации, введены электронный коммутатор и цифровой уравновешивающий преобразователь, причем расположенная на рамке единственная подвижная катушка присоединена к ключам электронного коммутатора, один из которых связан с усилителем сигнала неравновесия, а другой — с цифровым уравно- 15 вешивающим преобразователем, вход которого соединен с усилителем сигнала неравновесия, а выходы — с цифровым индикатором и электронным коммутатором.

Кроме того, цифровой преобразователь выполнен в виде соединенного со стабилизатором напряжения Индуктивн ого делит еля н апряжен ия, от воды которого содержат ключи, дешифратора., реверсивного счетчика и логических вентилей, входы которых являются входами цифрового уравновешивающего преобразователя, выходы соединены с реверсивным счетчиком, который подключен к дешифратору, соединенному с ключами индуктивного делителя напряжения и цифровым индикатором.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого электровискозиметра; на фиг. 2 — функциональная схема цифрового уравновешивающего преобразователя.

Электровискозиметр включает синх ронный электропривод 1, внешний цилиндр 2 с исследуемой средой, вну- 40 тренний цилиндр 3, подвижную катушку 4, неподвижную катушку 5 возбуждения, стабилизатор 6 переменного напряжения, цифровые индикаторы 7, цифровой уравновешивающий преобразо- 45 ватель 8, усилитель 9 сигнала неравновесия, ключи 10 электронного коммутатора 11, дешифратор 12, ин.— дуктивный делитель 13 напряжения, реверсивный счетчик 14, логические 5 вентили 15 и ключи 16 аналогового сигнала индуктивного делителя напряжения.

К синхронному электроприводу 1 подсоединен внешний цилиндр 2, в

55 котором размещен внутренний цилиндр

3. Внутренний цилиндр 3 укреплен на рамке подвижной катушки 4, помещенной внутри неподвижной катушки 5 возбуждения, подключенной к cтабилизатору 6 переменного напряжения. 60

Подвижная катушка 4 соединена с электронным коммутатором 11 и его ключами 10, которые соединены с усилителем 9 сигнала неравновесия и с цифровым уравновешивающим преобразователем 8, связанным с цифровыми индикаторами- 7 устройства регистрации и с усилителем 9 сигнала неравновесия. Индуктивный делитель 13 напряжения цифрового уравновешивающего преобразователя 8 подключен параллельно неподвижной катушке 5 и стабилизатору 6, а его отводы соединены с ключами 16 аналоговых сигналов, которые связаны с дешифратором 12, выходы которого соединены также с цифровым индикатором 7, а входы— с реверсивным счетчиком 14. Входы счетчика 14 подключены к логическим вентилям 15, соединенным с усилителем,9 сигнала неравновесия и с электронным коммутатором 11.

Не неподвижную катушку 5 возбуждения электродинамического прибора подают напряжение от стабилизатора

6. Подвижная катушка 4 чувствительноro элемента, закрепленная на растяжках, присоединена к ключам 10 электронного коммутатора 11, который IIo очередно подключает подвижную катушку к усилителю 9 сигнала неравновесия н к цифровому уравновешивающему преобразователю 8.

С подвижной катушкой связан внутренний цилиндр 3, размещенный внутри внешнего цилиндра 2 с исследуемой средой, вращаемого синхронным электроприводом 1. При появлении момента вязкостного трения на оси внутреннего цилиндра 3 подвижная катушка 4 поворачивается, а изменение индицируемой в ней ЭДС воспринимается усилителем 9 сигнала неравновесия, выходной сигнал которого воздействует на цифровой уравновешивающий преобразователь 8, а выходной ток последнего, протекая по подвижной катушке прибора, создает момент, уравновешивакщий момент вязкостного трения.

И спол ьз ов ание в к ачес тв е ток о проводовв только двух растяжек позволяет значительно снизить порог чувствительности и увеличить точность измерений.

Поскольку частота собственных колебаний подвижной части чувствительного элемента не превышает 0,25 Гц, то периодическое подключение подвижной катушки с частотой 25 Гц к цифровому уравновешивающему преобразователю не вызывает пульсирующих движений этой катушки. Электронный коммутатор

11 срабатывает в момент равенства нулю тока в подвижной катушке и напряжения,на выходе цифрового уравновешив ающего преобраз ов ателя, исключая, таким образом, коммутационные перена-пряжения и связанные с ними погрешности.

Цифровой уравновешивающий преобразователь выполнен по схеме цифрового астатического регулятора. Стабилизатор 6 напряжения, включенный параллельно неподвижной катушке 5, связан с индуктивным делителем 13 напряжения.

851190

Отводы индуктивного делителя напряжения при помощи электронных ключей 16, выполненных, например, на оптронах, управляемых дешифратором 12 реверсивного счетчика 14, подключаются к подвижной катушке, создавая в последней уравновешивающий ток. Сигнал с выхода электронного коммутатора 11 поступает через логические вентили 15 на входы прямого-или обратного отсчета реверсивного счетчика 14 в зависимости от полярности сигнала на выходе усилителя 9 сигнала неравновесия. Индуктивный делитель 13 напряжения обеспечивает очень выссжую стабильность коэффициента деления, достигающую 10, так как коэффициент деления переменного напряжения зависит только от соотношения витков.

Фазовая погрешность делителя также не превышает 10 4; что позволяет з начительно уменьшить погрешность. 20

Дешифратор 12, управляющий ключа -. ми 16 индуктивного делителя напряжения, управляет одновременно цифровым индикатором 7 устройства регистрации. Цифровые показания индикатора соответствуют величине измеряемой вязкости, при этом количество верных цифр отсчета определяется разрядно. стью цифрового уравновешиваницего преобразователя 8. ЗО

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет увеличить чувствительность и точность измерения вязкости.

Формула изобретения

1. Электровискозиметр, содержащий вращаемый внешний цилиндр с исследуемой средой, внутренний цилиндр, ук- 4О репленный на рамке, помещенной внутри неподвижной катушки, подключен ной к источнику переменного тока, ! усилитель сигнала неравновесия связанный с подвижной катушкой, н устройство регистрации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью ловышения чувствительностч и точности измерений, в него введены электронный коммутатор и цифровой уравновешивающий преобразователь, причем расположенная на рамке подвижная катушка присоединена к ключам электронного коммутатора, один из которых связан с усилителем сигнала неравновесия, а другой — с цифровым уравновешивающим преобразователем, вход которого соединен с усилителем сигнала неравновесия, а выходы — с цифровым индикатором и электронным коммутатором.

2. Электровискозиметр по и. 1, отличающийся тем,чтоцифровой преобразователь уравновешива-. ния выполнен в виде соединенного со стабилизатором напряжения индуктивного делителя напряжения, отводы которого содержат ключи, дешифратора, реверсивного счетчика и логических вентилей входы которых являются входами цифрового уравновешивающего преобразователя, выходы соединены с реверсивным счетчиком, который подключен к дешифратору, соединенному с ключами индуктивного делителя напряжения и цифровым индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Белкин И. М., Виногралов Г. В., Леонов A. И. Ротационные приборы, Измерение вязкости и физико-механических характеристик материалов. М., -"машиностроение", 1968, с. 202.

2. Авторское свидетельство СССР

В 457012, кл. С 01 и 11/14, 1975 (прототип),