Устройство для измерения предельного напряжения сдвига вязкопластичных материалов в потоке

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1672302 09 3)5 С 01 й 11/10 ГОсудАРстве нный кОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АН ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ический институт шлен ностиарпичев, А. А, Снеатов А. В. Новые физиотки мясопродуктов. -ЗМЕРЕНИЯ ПРЕЯ СДВИГА ВЯЗТЕРИАЛОВ В носится к устройствам уктурно-механических опластичных материаИзобретение относится к устройствам для измерения структурно-механических характеристик вязкопластичных материалов и может быть использовано для контроля величины предельного напряжения сдвига (ПНС).Целью изобретения является повышение точности измерений,Устройство состоит из проточной камеры с чувствительным элементом, представляющим собой цилиндр с поршнем, и измерительной схемы, Чувствительный элемент снабжен стопорами, жестко смонтированными на внутренней поверхности цилиндрадля ограничениядвижения поршняи связанными с датчиками, смонтированными на внешней поверхности цилиндра для фиксации крайних положений поршня. При этом магистралью ным преобраенным между ления, поэвопазоне измединение цилиндра с я, снабженнои перви м давления, установ ми регулирования да вно и в широком ди(56) Рогов И. А., Горбческие методы обрабМ 1966, с 46-47,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНКОПЛАСТИЧ НЫХ МПОТОКЕ(57) Изобретение отдля измерения стрхарактеристик вязк лов и может быть использовано для контроля величины предельного напряжения сдвига. Целью изобретения является повышение точности измерений, Цель достигается путем измерения значений давления в цилиндре с поршнем в начальные моменты возвратно-поступательного движения поршня, при этом цилиндр установлен в проточной камере и соединен с магистралью давления, снабженной регулирующими клапанами, Устройство содержит проточную камеру, чувствительный элемент в виде цилиндра с поршнем и датчиками фиксации крайних положений поршня, трубопровод с клапанами для подключения к магистрали давления, первичный преобразователь давления, измерительную схему, 2 ил. посредством трубопровода соедигистралью давления, снабженной и регулирования давления и перпреобразователем давления, устаым между ними, причем датчики положений поршня подключены к ельной схеме, представляющей сорительно-управляющий блок, соеый с исполнительными мами клапанов регулирования давпервичным преобразователем давцилиндрнен с мклапанамВичнымновленнкрайнихизмеритбой измединеннмеханизления иления,Соедавленизователеклапаналяет планять и регистрировать величину давленийрабочей среды в чувствительном элементе,Конструкция чувствительного элемента, при которой цилиндр снабжен стопорами, связанными с датчиками крайнихположений поршня, позволяет с высокойстепенью точности фиксировать момент начала движения поршня.Устройство позволяет проводить прямое измерение ПНС вязкопластичных материалов в потоке путем регистрациизначений давления рабочей среды в моментначала движения поршня.На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг, 2 -структурная схема устройства.Устройство состоит из проточной камеры 1 с чувствительным элементом. Чувствительный элемент представляет собойцилиндр 2 с расположенным в нем поршнем 3, снабженный стопорами 4 и 5, смонтированными на его внутреннейповерхности и связанными с датчиками 6 и7 крайних положений поршня 3. Цилиндр 2соединен с магистралью 8 давления черезклапаны 9 и 10 регулирования давления, Квходам измерительно-управляющего блока11 подключены контакторы 12 и 13 датчиков6 и 7 крайних положений поршня 3, а квыходам - исполнительные механизмы 14 и15 клапанов 9 и 10 регулирования давления,Кроме того, первичный преобразователь 16давления подключен к соответствующемувходу измерительно-управляющего блока11.Измерительно-управляющий блок содержит элемент 17 управления, цифроаналоговый преобразователь 18, блок 19памяти, микропроцессор 20 и блок 21 отображения информации.Устройство работает следующим образом.В начале цикла измерения поршень 3находится в крайнем правом положении,при этом срабатывает контактор 13 датчика7 крайнего положения поршня 3, открывается клапан 9 регулирования давления, аклапан 10 регулирования давления закрывается,Индицируемый материал поступает поддавлением Р в проточную камеру 1 устройства и воздействует на поршень 3. Давлениесреды в камере за поршнем снижается ипри достижении некоторого значения, определяемого величинойРср 1= Р Ьгргде Ь,р - сила трения покоя, отнесенная кплощади сечения поршня, Па,поршень 3 приходит в движение, 5 10 15 20 410 оРсрг Р+ + Ар,где - ход поршня, м;0 - диаметр цилиндра (поршня), м;Оо - предельное напряжение сдвига. Па, вызывает перемещение поршня 3 в направлении, противоположном первоначальному. Начало движения поршня 3 фиксируется в момент срабатывания контактора 12 датчика б. Сигнал с датчика б передается в измерительно-управляющий блок 11. Поршень 3, перемещаясь, приходит в крайнее правое положение, упираясь в стопор 4. При этом срабатывает контактор 13 датчика 1 крайнего положения поршня 3, сигнал с которого передается через измерительно-управляющий блок 11 на исполнительные механизмы 14 и 15 клапанов 10 и 9 регулирования давления. Клапан 10 закрывается, а клапан 9 открывается,При достижении некоторого значения давления Рср= Рср,1 в пространстве за поршнем последний начинает движение. При этом контактор 13 датчика 7 крайнего положения поршня 3 срабатывает и цикл измерения повторяется.Изменения давления в трубопроводе преобразуются посредством первичного преобразователя 16 давления в сигнал, поступающий в цифроаналоговый преобразователь 18. Сигнал на вход прерывателя цифроаналогового преобразователя 18 подается с элемента 17 управления, где он формируется от сигналов с датчиков 6 и 7 крайних положений поршня 3 путем их логического произведения с последующим инвертированием. Дискретные сигналы с выхода цифроаналогового преобразователя 18 поступают в блок 19 памч ги где форми 25 30 3540 45 50 55 Контактор 13 датчика 1 крайнего положения поршня 3 срабатывает и сигнал с него поступает в измерительно-управляющий блок 11, Поршень 3, продолжая движение, приходит в крайнее левое положение, определяемое стопором 5, Контактор 12 датчика б срабатывает. Сигнал с датчика 6 крайнего положения поршня 3 поступает в измерительно-управляющий блок 11, Элемент 17 управления блока 11 вырабатывает сигналы, поступающие на исполнительные механизмы 14 и 15 клапанов 10 и 9 регулирования давления, При этом клапан 10 открывается, а клапан 9 закрывается,Рабочая среда из магистрали 8 давления поступает в пространство за поршнем 3 чувствительного элемента и при достижении некоторой величины давления Р,р, определяемой значениемруется массив сигналов с первичного преобразователя 16 давления, Иэ блока 19 памяти массив дискретных сигналов передается в микропроцессор 20, где происходит его обработка путем вычисления разности по 5 абсолютной величине между соседними элементами массива, ее усреднения и пересчета в ПНС. Результаты расчета выводятся на блок 21 отображения информации и происходит очистка памяти 10 блока 19.Систематическая ошибка измерения предельного напряжения сдвига за счет трения поршня о цилиндр 2 Ър может быть исключена путем градуиро вания устройства на жидкости, не имеющей ПНС,Устройство может быть использовано в качестве структурного элемента автомати эированной системы управления производства продуктов с заранее заданной консистенцией. Формула изобретения Устройство для измерения предельного напряжения сдвига вяэкопластичных материалов в потоке, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндра с поршнем, и измерительно-управляющий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно содержит проточную камеру, клапаны регулирования давления с исполнительными механизмами и первичный преобразователь давления, а чувствительный элемент снабжен стопорами и связанными с ними датчиками фиксации крайних положений поршня, при этом цилиндр посредством трубопровода через клапаны регулирования давления соединен с магистралью давления, первичный преобразователь давления и датчики фиксации положений поршня соединены с входами иэмерительно-управляющего блока, а его выходы - с исполнительными механизмами клапанов регулирования давления,1672302оставитель А. Роговсктор А. Шандор Техред М,Моргентал Корректор М, Максимишинец аказ 2833 Тираж 366 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10