Цифровой ротационный вискозиметр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН цШ 0 01 И 11)12 ЕНИ БР АВТОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности(54)(57) ЦИФРОВОЙ РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИИЕТР, содержащий эадатчик, генератор, двоично-десятичный счетчик, преобразователь напряжения, электродвигатель постоянного тока, механическисвязанный с измерительным органом,индикатор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения вязкости неньютоновых жидкостей, непосредственного измеренияпредела текучести и обеспечения независимости показания вязкости.от режима измерения, в него дополнительновведены импульсный датчик оборотов,блок запуска, блок задержки, дватриггера, три схемы И и реверсивныйсчетчик, эадатчик состоит иэ задатчи"ка циФровых кодов, циФро-аналоговогопреобразователя и задатчика напряжения смещения, а преобразователь напе свидетельство СССР0 01 Ы 11/12, 1979,ЯО 1105 85 А ряжения выполнен в ниде преобразова" теля напряжение"ток, причем выход эадатчика циФровых кодов подключен к входу цифро-аналогового преобразователя и первому входу реверсивного счетчика, выходы циФро-аналогового преобразователя н задатчика напряжения смещения подсоединены к соответствующим входам преобразователя напряжение-ток, выход которого подключен к электродвигателю, который, в свою очередь,связан с импульсным датчиксы оборотов двигателя, выход которого подключен к первым входам первой и второй схем И, выход второй схемы И соединен с вторым входом реверсивного счетчика, выход которого Е соединен с входами установки "0" триггеров, выход первого триггера соединен с вторым входом первой схемы И, выход которой соединен с входом установки "1" второго триггера, выход которого соединен с вторым Я входом второй схемы И и первым входом третьей схемы И, выход которой соединен со счетным входси двоичнодесятичного счетчика, выход которого соединен с индикатором, выход блока запуска соединен с третьим разрешающим входом реверсивного счетчика, с входом установки "0" двоично-десятич ного счетчика и через блок задержки с входом установки ф 1" первого триггера, а генератор соединен с вторым входом третьей схемы И.см Изобретение относится к автоматическому измерению вязкости жидкихсред и может найти применение в пи-щевой и химической областях промышленности для измерения параметроввязких сред. 5Известен ротационный вискоз иметр,содержащий синхронный двигатель, который связан с измерительным цилиндром, и измеритель момента сопротивления жидкости на базе упругого элемен та 11,Недостатком данного вискозиметраявляется низкая точность измерениявязкости иэ"за наличия упругого измерительного элемента. Кроме того, он 15не позволяет измерять предел текучести у вязкоупругих сред.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для автоматического контроля вязкости, содержащеезадатчик, генератор, дноично-десятичный счетчик, преобразователь напряжения, электродвигатель постоянноготока, механически связанный с измерительным органом, и индикатор 2 3.Недостатками известного устройства являются низкая точность иэмере"ний из-за больших динамических пог"решностей, невозможность измеренияпредела текучести вяэкоупругих сред,зависимость показаний прибора от режима измерения,Цель изобретения - повышение точности измерений вязкости неньютоновых жидкостей при одновременном расширении функциональных воэможностейвискозиметра 1 измерение предела текучести и т.д. и независимости показаний от заданного режима измерения.Указанная цель достигается тем,что в устройстно, содержащее задатчик, генератор, двоично-десятичныйсчетчик, преобразователь напряжения,электродвигатель постоянного тока,механически связанный с измерительным органом, индикатор, дополнительно введены импульсный датчик оборотов, блок запуска, блок задержки,два триггера, три схемы И и ренерсивный счетчик, эадатчик состоит из задатчика цифровых кодов, цифро-аналогового преобразователя и задатчиканапряжения смещения, а преобразователь напряжения выполнен в виде преобразователя напряжение-ток, причемвыход задатчика циФРовых кодов под"ключен к входу цифро-аналогового пре"образователя и первому входу реверсивного счетчика, выходы цифро-аналогового преобразователя и эадатчиканапряжения смещения подсоединены ксоответствующим входам преобразона"теля напряжение-ток, выход которогоподключен к электродвигателю, который, в свою очередь, связан с импульсным датчиком оборотов двигателя,выход которого подключен к первым 65 входам первой и второй схем И, вы.ход второй схемы И соединен с вторым входом реверсивного счетчика,выход которого соединен с входамиустановки "О" триггеров, выход первого триггера соединен с вторым входом первой схемы И, выход которойсоединен с входом установки "1" второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второй схемы И ипервым входом третьей схемы И, выходкоторой соединен со счетным входомдноично-десятичного счетчика, выходкоторого соединен с индикатором, выход блока запуска соединен с третьимразрешающим входом реверсинного счетчика, с входом установки "О" двоичнодесятичного счетчика и через блок задержки с входом установки "1" первого триггера, а генератор соединен свторым входом третьей схемы И,На чертеже представлена структурная схема цифрового ротационного вис"козиметра,Схема нключает в себя задатчик 1дноично-десятичных кодов, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП 2, задатчик 3 напряжения смещения, преобразователь 4 напряжение-ток, двигатель 5 постоянного тока, импульсныйдатчик б оборотов, блок 7 запуска,блок 8 задержки, первый триггер 9,первую схему И 10, второй триггер 11,нторую схему И 12, дноично-десятичный реверсивный счетчик 13, кварцевый генератор 14,. третью схему И 15,двоично-десятичный счетчик 1 б, индикатор 17 и измерительный орган 18,ЦиФровой ротационный вискозиметрработает следующим образом.Задатчик 1 кодов подает на входЦАП 2 двоично-десятичный код Й .ЦАП 2 вырабатывает напряжение, пропорциональное поданному на его входукоду М, и подает его на вход преобраэонателя 4 напряжение-ток. Преобразователь 4 напряжение-ток генерируетток, пропорциональный сумме напряжений, поступающих с выходов ЦАП 2 изадатчика 3 напряжения смещения, иподает его на двигатель 5. Величинаэтого тока 5 не зависит от противоЭДС якоря и может быть вычислена поформуле г (К 1 3 см)дноично-десятичный код задания вращающего момента;постоянная ЦАП;постоянная преобразователя напряжение-ток;напряжение на выходе задатчика смешения. Таким образом, на валу двигателявозникает вращающий момент, равныйС 2)где К - электромеханическая постоян 3ная двигателя, и измерительный орган начнет вращаться.Когда будет достигнута скорость, при которой момент внешнего сопротивления среды уравновесит вращающий мо мент, режим течения жидкости станет стационарным. При этом+момент сопротивления среды; 10момент собственного тренияэлектродвигателя.При малых скоростях вращения, при которых рекомендуется производить измерения, собственное трение двигате ля М мало зависит от скорости и мо" жет быть принято постоянным. ТогдаК К (К М +О )=Мв . (4) где Ме МтПри выборе величины в соответст вии с равенствомуравнение (4 ) примет следующий вид:1З В СЦ 25Датчик б оборотов вырабатывает кратковременные импульсы в конце каждого оборота измерительного органа, которые подаются на первый вход пер" вой схемы И 10. При нажатии специальной кнопки или поступлении сигнала дистанционного запуска блок 7 запуска вырабатывает запускающий импульс, который поступает на счетчики 13 и 16 и блок 8 задержки. Таким образом, 35 запускающий импульс стробирует запись в счетчик 13 кода М и переводит в исходное состояние счетчик 16.Через промежуток времени 1 , определяемый параметрами блока 8 задерж 40 ки и необходимый для установления стационарного режима течения жидкости, запускающий импульс с выхода блока 8 задержки поступает на вход установки "1" первого триггера 9 и уста 45 навливает его в единичное состояние. Первый же выработанный после этого импульс с выхода датчика 6 оборотов через первую схему И 10 поступает на вход установки "1" второго триггера 11. Задним фронтом этого импульса триггер 11 устанавливается в единичное состояние и напряжение "1" посту" пает на второй вход второй схемы И 12 и первый вход третьей схемы И 15. Через третью схему И 15 с кварцевого генератора 14 поступают импульсы на счетный вход счетчика 16, а через схему И 12 поступают импульсы с выхода датчика б оборотов на реверсивный вход счетчика 13. После того, 60 как измерительный орган сделает Н оборотов, с выхода счетчика 13 поступит сигнал переполнения на входы установки "0" триггеров 9 и 11, на их, выходах установится напряжение "О", 65 в результате чего прекратится прохож" дение импульсов через схемы И 10, 12 и 15. Таким образом, в счетчике 16 будет зафиксирован двоично-десятичный код числа йг, равныйгде Т - период оборота измерительобного органа;- частота кварцевого генераГтора,и индицируемый устройством 17 индикации.Поскольку вязкость может быть вычислена по формулеТв Твгде К - постоянная,зависящая от фор"мы измерительного органа иего геометрических параметров,то,учитывая б )и 17), получимКкк, кКак видно из равенства 19), вязкость , жидкости равна индицируемому числу Мг, умноженному на постоянный коэффициент, и не зависит от кода й 1, т.е, выбранного режима измерения,Подбирая одну из констант ( удобнее всего Кг ), можно добиться, чтобы постоянный коэффициент в формуле 9)ККк2 к 1равнялся 10 . Тогда индицируемое число М показывает величину вязкогсти в единицах вязкости, умноженных на 10 .Состояние триггера 11 можно исполь зовать также для организации дистанционного автоматического управления работой вискозиметра с помощью ЭВМ. Значение Я = 0 на выходе говорит о том,что вискозиметр закончил измерение и может быть произведена запись эначенц1, вязкости и инициировано новое измере- ниедля другого кода н). Значение Я = 1 на выходе триггера 11 говорит о том, что протекает цикл измерения. Чтобы измерить предел текучести, необходимо последовательно увеличивать задаваемый код Н до тех пор, пока не начнется вращение измерительного органа 18. Предел текучестидля измерительного органа цилиндрической формы вычисляется приближенно по формулеК 1 Кг КзгйгГ 11105785 Составитель В,АгеевТехред ж,кастелевич ректор И.Муска Редактор Ю, Ковач сное аэ 5592/ д. 4/5 4 ал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проект где г - радиус измерительного цилиндра- длина измерительного цилиндра. Применение цифрового ротационноговискозиметра позволяет значительно 33 Тираж 823 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раповысить достоверность измерения вязкости в неньютоновских жидкостях,дает воэможность непосредственно иэ.мерять предел текучести. Цена единицы показания не зависит от заданного режима измерения, что значительнооблегчает его тарировку,Под омитета ССС открытий кая наб.,