Ротационный вискозиметр

(22)Заявлено 11/14 присоединением заявки3 ЬфуааретюЫ кюиитв СССР йо дилан изабрвтвнийио 2 Опублнков Дата опу и открыти икован Колесниченко, Н.Н. Курочка, Ю.С и Б.П. Соустин 72) Авторы изобретенн асноярский политехнический инстит государственный медицинский Заявител 54 ) РотДЦИОННцй ВИСКОЗИИЕ Щ О Изобретение относится к измерению реологических характеристик жидких сред, в частности вязкости крови, и может быть использовано при исследовании реологических параметров других биологических жидкостей.Известно устройство измерения вязкости крови, в котором вращающаяся роторная насадка помещена в свободноплавающий цилиндр с эталонной жид 1 костью, полость между неподвижным и свободноплавающим цилиндрами заполнена исследуемой кровью. Измерение вязкости производится путем измере-, ния скорости вращения свободноплаваю".1 его цилиндра 11.Однако в этом устройстве время измерения велико (за время измерения могут измениться реологические свойства крови), необходимо также иметь 2 дополнительную жидкость с известной неизменной вязкостью. Кроме того, оно обладает низкой точностью измерения и отсутствием термостабилиза ции. 9. 82Бюллетень35я описания 25. 09.82 2Известно также устройство для измерения вязкости жидкости с термостабилизацией, роторная насадка кото рого вращается от двигателя постоян" ного тока. Измерение вязКости производится путем измерения скорости вра щения роторной насадки с помощью систем зубчатых колес 1.2 1.Однако при этом точность измерения оказывается невысокой.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является рота ционный вискозиметр, содержащий термостат, электродвигатель постоянного тока с роторной насадкой в виде цилиндра, подключенный через резистор с заземленным концом к источнику ста билизированного напряжения, имеющему управляемый вход, тахогенератор и индикатор, Измерение вязкости произв дится путем измерения разности между эталонным напряжением и напряжением тахогенератора и преобразованием этой разности в угол поворота допол581 3 960 нительного двигателя, изменяющего сопротивление резистора (следовательно, и ток якоря) до устранения разности напряжений. Отсчет вязкости производится по углу поворота резистора, который одновременно является индикатором 3 3Однако известное устройство является сложным. Кроме того, при измерении вязкости жидкости, в частности крови, в очень малых объемах, дополнительная нагрузка на вал двигателя в виде тахогенератора снижает точность измерения, к тому же, при различных скоростях сдвига, между показанием прибора и реальной вязкостью существует нелинейная зависимость.Цель изобретения - повышение точности измерения, стабилизация скорости сдвига и упрощение измерений,Поставленная цель достигается тем, что в ротационный вискозиметр, содержащий термостат, электрсдвигатель постоянного тока с роторной насадкой в виде цилиндра, подключенный через резистор с заземленным концом к источнику стабилизированного напряжения, имеющему управляющий овход, и индикатор, дополнительно введены преобразователь и сумматор, причем выход резистора подключен к входу преобразователя и к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника стаби,лизированного напряжения, а выход соединен с управляющим входом источника стабилизированного напряжения, при этом выход преобразователя соединен со входом индикатора.На чертеже представлена структурная Схема ротационного вискозиметра.Электродвигатель 1 с роторной насадкой в виде цилиндра, помещенной в исследуемую жидкость в термостате, соединен с источником 2 стабилизированного напряжения через резистор 3 с заземленным концом. Источник 2 стабилизированного напряжения имеет управляемый вход 4. Сумматор 5 выходом соединен с управляемым входом 4 источника 2 стабилизированного напряжения, а входами - с резистором 3 и выходом источника 2 стабилизированного напряжения, Преобразователь 6 выходом соединен с индикатором 7, а входомс резистором 3.В качестве преобразователя 6 удобнее всего использовать опера 4ционный усилитель в интегральном исполнении, в качестве индикатора 7;цифровой вольтметр с количествомзнаков, определяемых заданной точностью измерения, также на интегральных микросхемах. Сумматор 5 вы-,полнен также на операционном усилителе.Устройство работает следующим об О разом.При подаче напряжения на двигатель1 скорость вращения вала определяется величиной напряжения и моментом,создаваемым вязкостью исследуемой 15 жидкости. Этот. момент уравновешивается моментом двигателя, которыйпри неизменном магнитном потоке возбуждения определяется током черездвигатель ИрСД , где С- коэфщ фициент пропорциональности. Измеривток двигателя 1 (падение напряжениячерез резистор 3) и преобразовав его,можно судить о моменте двигателя,следовательно, о вязкости жидкости, 25 Перед началом измерения для исключения погрешности измерения устанавливают в нулевое положение индикатор 7 при непогруженном в жидкостьвращающемся двигателе. Приложенное з к двигателю 1 напряжение 0 уравновешивается падением напряжения на активном сопротивлении двигателя 1 и резистора 3 В и противо ЭДС, создаваемой скоростью вращения двигателя 35щ:0=3 дзй 6 есо (где Се - коэффициентпропорциональности; З,д- ток двигателя), Погружение роторной насадкив исследуемую жидкость вызывает увеличение тока двигателя, вследствие 40увеличения момента на валу, и, следовательно, уменьшение. скорости вращения вала. Для того, чтобы скоростьвращения вала ю =(О-Эдей)/Се оставалась неизменной необходимо увеличить напряжение, Сумматор 5 произ"водит вычитание 0-Здй и в соответствующем.масштабе выдает сигнална управляемый. вход 4 источника 2стабилизированного напряжения, который увеличивает напряжение до полу 5 ф чения первоначальной скорости, Требуемая стабилизируемая.скоростьсдвига устанавливается изменениемвнутренних параметров сумматора 5,Так как определение реологичес ких свойств биологических жидкостейсвязано с очень малыми объемами(не более 1 мл), то в качестве двигателя используют микродвигатели5 9605 малой мощности (до 1 Вт), что определяет нецелесообразность подключения на вал двигателя датчиков скорости, Это же условие позволяет применять в качестве источника 2 ста"билизированного напряжения интегральную микросхему.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить измерения с очень высокой точностью. По р грешность измерения определяется нестабильностью момента трения в подшипниках по одному обороту вращения и температурным изменениям резистора, что составляет доли процента. % Индикатор имеет четыре-пять знаков. Диапазон измерения скоростей сдвига не менее 1:500 со стабильностью на каждой скорости не менее 24.При этом устройство оказывается очень простым, содержит лишь типовые элементы: двигатель, термостат с камерой и около десяти микросхем, при очень малом потреблении электроэнергии и минимальных размерах.Формула изобретенияРотационный вискозиметр, содержащий термостат, электродвигатель пос" тоянного тока с роторной насадкой 81 бв виде цилиндра, подключенный через резистор с заземленным концом к источнику стабилизированного напря" жения, имеющему управляющий вход, и индикатор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, стабилизации скорости сдвига и упрощения измере" ний, в него дополнительно введены преобразователь и сумматор, причем выход резистора подключен к входу преобразователя и к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника стабилизированного.напряжения, а выход соединен с управляющим входом источника стабилизированного напряжения, при этом выход преобразователя соеДинен, со входом индикатора.1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Захарченко В.Н. и др. Измерение вязкости крови вискозиметромсо свободноплавающим цилиндром."Лабораторное дело", И., "Иедицина",1971, И 11, с. 662-664,2. Авторское свидетельство СССРй 200309, кл. С 01 й 11/14,1967.3. Авторское свидетельство СССР0 241096, кл, С 01 й 11/14, 1969960581 каэ 7250 7 Тираж 7 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открцтий 113035, Москва ЖРаущская набПодписно 4/5 атент, г, Ужгород, ул, Проектная илиал Составитель В. АлексеевРедактор Л. Филиппова ТехредЛ. Пекарь Ко ректор Е. Рош 3