Ротационный электровискозиметр

, (19) (11) щ 4 С 01 М 11/14Г 1".) ЯхЯ РЕТЕНИ арам о со ад ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский институт по проблемам развития Канско- Ачинского угольного бассейна(56) Авторское свидетельство СССР 0 ф 174430, кл. С 01 И 11/14, 1964.Белкин И.М., Виноградов Г.В., Леонов А.И. Ротационные приборы, Измерение вязкости и физико-механических характеристик материалов. М.: Машиностроение, 1968, с. 45. 4) РОТАЦИОННЬЙ ЭЛЕКТРОВИСКОЗИМЕТР7) Изобретение относится к областиспедования физико-механических характеристик вязких сред и выполняетнепрерывное измерение свойств, вчастности, горных пород, слагающих,например, забой скважины. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение области применения,Для этого вал двигателя соединяют состатором генератора, вводят электронную схему для измерения периодов вращения насадки и двигателя, управляемую нагрузку генератора и вычислительное устройство, обрабатывающеерезультаты кодирования периодов. Благодаря этому моменты трения в опорероторной насадки и подшипниковых узлах генератора, а также изменение ров генератора не сказываютсяессе измерения момента вязкоотивления среды вращению на 1 ил.Изобретение относится к технике исследования физико-механических характеристик вязких сред, в частности непрерывного измерения свойств горных 5 пород, слагающих забой скважины, в процессе ее проходки, например, шнековой буровой установкой.Цель изобретения - увеличение точности измерений и расширение области применения ротационного электровискозиметра.На чертеже представлена структурная схема ротационного электровиско-, зиметра. 15На чертеже обозначены: 1 - роторная насадка и 2 - грунт забоя скважины. Вал 3 соединяет насадку 1 и ро.тор 4, например, синхронного генератора с возбуждением от постоянного 20 магнита 5, закрепленного на роторе 4. Устройство содержит также статор 6 генератора с выходной обмоткой 7, вал 8, соединяющий статор 6 генератора и двигатель 9, сигнальный вход 25 10 и вход "Запуск" 12 первого измерителя 11 периода, блок 13 управления, демультиплексор 14, переключатель 15, резистор 16, стабилизатор 17 тока, вход 18 управления переклю- ЗО чателя 15, оперативное запоминающее устройство 19, вычислительное устрой- ство 20, информационный выход 21 и выход "Готов" 22 электровискозиметра, вход "Запуск" 23 вычислительного устройства, вал 24, соединяющий двигатель 9 и датчик 25 положения вала 8, второй измеритель 26 периода и вход "Запуск" 27 устройства.Роторная насадка 1, внедренная в 40 грунт 2 забоя скважины, посредством вала 3 соединяется с ротором 4 генератора, статор 6 которого с помощью валов 8 и 24 связан соответственно с двигателем 9 и датчиком 25 поло жения (ДП) вала 8. Обмотка 7 статора 6 генератора через переключатель 15подсоединяется к резистору 16 или стабилизатору 17 тока (СТ). Указанная обмотка подключена также к сигнальному входу 10 первого измерителя 11 периода (ИП), вход "Запуск" 12 которого соединен с одним из выходов блока 13 управления (БУ). Другой выход БУ 13 связан с входом 18 управле ния переключателя 15. Информационные выходы первого ИП 11 через демультиплексор (ДМ) 14, управляемый БУ 13,иены оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 19, Выход ДП 25 подключен к входу второго ИП 26, выход которого связан с входом зоны БОЗУ 19. Выходы ОЗУ 19 подсоединены к входам вычислительного устройства (ВУ) 20, управляемого по входу 23 блоком 13. Выходы 21 и 22 ВУ 20 являются выходами электровискозиметра.Функционирование электровискозиметра начинается после поступления на вход 27 БУ 13 короткого запускающего импульса, В первом такте работы переключатель 15 по соответствующей команде БУ 13 отключает от генератора резистор 16 и стабилизатор 17 тока, Роторная насадка 1 вращается со скоростью ш определяемой из уравнения= М,("цо) где ю - скорость вращения статорагенератора;М, - эквивалентный момент потерь, слагающийся из моментов трения в уплотнительномкольце и подшипниковых узлах и момента собственныхэлектромагнитных потерь генератора;М - искомый момент вязкого сопротивления исследуемой среды движению роторной насадки,Генератор вырабатывает напряжениечастотой, равной разности частот вращения его статора 6 и ротора 4. Поистечении времени, необходимого длязатухания переходного процесса, вызванного коммутацией переключателем15 нагрузки генератора, БУ 13 запускает ИП 11, который измеряет периодТ, = 21/(м - ы ) выходного напряжения генератора и формирует кодИг = м/( ы - а,), где ю - частотапоследовательности квантующих импульсов в измерителе 11 периода. Послеэтого операнд Мт по соответствующейт,команде БУ 13 через ДМ 14 размещается в зоне М г, ОЗУ 19. Во втором такте БУ 13 посредством переключателя 15 подсоединяет к обмотке 7 генератора резистор 16 с сопротивлением К. В данном случаеМф, = Мо( - ц, ) + (ц510 20 25 30 35 40 45 Предлагаемый электровискозиметр характеризуется повышенной точностью, так как паразитные моменты трения в узлах устройства и нестабильК - постоянная, зависящая отконструкции генератора ииндукции магнита 5.С некоторой задержкой относительно начала второго такта, обеспечиваемой БУ 13, ИП 11 производит измерение периода Т, выходного напряжения и формирует код М = ы/(ш -Т 1- ог,), размещаемый в зоне Ит ОЗУ 19 по соответствующей команде БУ 13,В третьем такте работы системы БУ 13 подключает к генератору стабилизатор 17 тока. В этом случаеМ ц) = М (щ ь 2 ) + К 1 д 3 - м ) (3) где ы - скорость вращения роторнойнасадки;1 - ток СТ 17.Затем с помощью ИП 11 производится измерение периода Т выходного напряжения, формирование кода Н =М /(И -Му) и размещение его в зоне Н т ОЗУ 19.В течение всех трех тактов работы устройства датчик 25 положения вала 8 вырабатывает короткие импульсы при каждом повороте вала 8 на один оборот. Последовательность этих импульсов управляет работой второго ИП 26, который формирует код М т = ц/ , размещаемый в зоне М т ОЗУ 19.По заполнении ОЗУ 19 начинается четвертый такт работы системы. БУ 13 по входу 23 запускает ВУ 20. Вычислительное устройство обрабатывает содержимое эон ОЗУ и формирует цифровой эквивалент М искомого момента вяз, - кого сопротивления среды вращению роторной насадки. Считывание полученной информации производится после появления на выходе 22 БУ 20 потенциала "Готов", сигнализирующего о завершении процесса вычислений. ность параметров генератора не влияют на результат измерений, и расширенной областью применения вследствие незначительной скорости .вращения роторной насадки и соединения вала приводного двигателя, размещаемого, например, на поверхности земли, со статором генератора, что позволяет использовать систему в составе скважинных измерительных приборов при изучении механических характеристик горных пород забоя скважины.Формула из обре те нияРотационный электровискозиметр, содержащий роторную насадку, соединенную с ротором генератора, и двигатель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности измерений и расширения области применения, в него введены датчик положения, переключатель, резистор, стабилизатор тока, первый и второйизмерители периода, блок управления, демультиплексор, оперативное запоминающее устройство и вычислительное устройство, информационные входыкоторого соединены с выходами оперативного запоминающего устройства, а вход "Запуск" совместно с входом управления переключателя, входомЗапуск" первого измерителя периода и входами управления демультиплексора подключен к выходам блока управления, причем демультиплексор установлен между выходами первого измерителя периода и входами оперативного запоминающего устройства, сигнальный вход первого измерителя периода подсоединен к обмотке генератора через переключатель, соединенный с резистором и стабилизатором тока, а статор генератора связан с двигателем и датчиком положения, выход которого через второй измеритель периода подключен к оперативному запоминающему устройству./5 Ужгород, ул.Проектн оизводственно-полиграфическое предприят Тираж 847 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 11.3035, Москва, Ж, Гамитета СС открытийская наб,