Ротационный вискозиметр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (11 4330 о ыЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСПО ДЕЛ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИ ЬСТВУ(72) Г.Ю. И. Пр тех скии Б, И еппе Х. Вельямя оодэ, С, А Уутма .137 ент Гордонь и Т, Х, (53) 53 (56) Па кл, СОАвто М 96058(54) РОТАЦИОННЫИ ВИСКОЗИИЕТР (57) Изобретение относится к приб для определения вязкости и снятия кривой течения нефтепродуктов, по меров, строительных растворов и т Целью изобретения является расшир ние функциональных воэможностей ротационного вискозиметра. Прибор содержит двигатель 2 постоянного тока,на валу которого установлен погружаемый в измеряемую среду рабочий орган 1 (например цилиндр). Введена положительная обратная связь по току,позволяющая определить нагрузочныймомент, действующий на рабочий орган, по току якоря двигателя. Вискоэиметр позволяет проводить измерениякак при заданной (в том числе и изменяющейся) скорости вращения, таки при заданном (в том числе и изменяющемся) моменте двигателя, Возможно проведение автоматической обработки информации благодаря наличиюкак электрического выхода задаваемойвеличины, так и электрического выхода измеряемой величины, 3 илИзобретение относится к приборамдля измерения реологических параметрон, в частности приборам для определения вязкости нефтепродуктов, полимеров, строительных материалов,красок, пищевых растворон и т,д,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.На фиг. 1 изображена функциональная схема ротационного нискозиметра;на фиг, 2 - функциональная схема блока управления; на фиг, 3 - криваяы = Е (М)по которой определяетсякривая течения= Е ("), гдескорость сдвига: - напряжение сдвига,Ротационный вискоэиметр (фиг, 1и 2) содержит рабочий орган 1 в нидецилиндра (диска, конуса, лопастии т,п,), устанонленный либо непосредственно, либо через редуктор (не показан) с высоким КПД на валу электродвигателя 2 поСтоянного тока, питаемого от управляющего источника 3 напряжения через измерительный блок4, содержащий нагрузочный резистор 5и дополнительные резисторы 6 иподключенные к обмотке якоря электродвигателя по схеме тахометрическогомоста, компенсатор 8 сигнала моментатрения, содержащий сумматор 9, кодному входу которого подключаетсяобщая точка резисторов 5 и 6, а квторому - задатчик 10 смещения выходные зажимы сигнала скорости 11и крутящего момента 12, подключаемыесоответственно к общей точке резисторов 6 и 7, и к выходу сумматора 9,двухкоординатный регистратор 13, содержащий индикаторы скорости вращения 14 и крутящего момента 15, подключаемые соответственно к выходам11 и 12, сумматор 16, выход которого подключается к входу управляемого источника напряжения, а входы -к входу 17 сигнала задания и выходублока 18 управления, который содержит иннертор 19, ключи 20 и 21, интеграторы 22 и 23, входы интегрирования которых соединены с выходомкомпаратора 24, входы начальных условий подключены к выходам сигналовскорости нращения 11 и крутящего момента 12, а выходы - к ключу 20, цепи упранления интеграторов и ключей20 и 21 подключены к выходу анализаторов 25, входы которого подключаются к выходным зажимам скорости 11и крутящего момента 12, 35 40 45 50 5 10 15 20 25 30 Ротационный нискоэиметр работаетследующим образом,Электродвигатель 2 постоянноготока вращает погруженный в исследуемое вещество рабочий орган 1,Двигатель питается от управляемогоисточника. 3 напряжения, который обеспечивает на якоре двигателя 2 такоенапряжение при котором либо скорость, либо крутящий момент двигателя (н зависимости от положения ключа 21) соответствует задаваемому значению на входе 17По существу сумматор 16, регулируемый источник 3 напряжения, двигатель 2 постоянного тока, блок 4 измерения и компенсатор 8момента трения образуют следящуюсистему, входом которой является вход17 сигнала задания, а выходом - взависимости от положения ключа 21либо выход 11 сигнала скорости, либо выход 12 сигнала крутящего момен.та.От выхода сумматора 16 на входуправляемого источника 3 напряженияподается сигнал ошибки регулирования,представляющий собой разность сигналов, поступающих от блока управления,1Напряжение, пропорциональное токудвигателя, а также электромагнитномумоменту якоря, снимается с нагрузочного резистора 5Для получения подаваемого на выходной зажим 12 сигнала, пропорционального крутящему моменту на валу двигателя, а также измеряемой вязкостинеобходимо от этого сигнала вычесть составляющую пропорциональную моменту трения (холостого хода)двигателя, Это происходит в сумматоре 9 компенсатора 8 момента трения,один вход сумматора соединен с резистором 5, а на другой вход сумматора подается сигнал от задатчика 10 смещения, который устанавливается перед погружением рабочего органа 1 н исследуемую среду таким образом, что выходной сигнал сумматора 9 равнялся нулю, Сигнал, пропорциональныйскорости вращения двигателя, подаваемый на выходной зажим 11, снимаетсяс общей точки дополнительных реэисторов 6 и 7. Применение тахометрического моста, образованного измерительным блоком 4 и обмоткой якоря элекгродвигателя 2, позволяет легко вводить компенсацию погрешности регули20 50 ровация скорости вращения двигателя, возникающей иэ-за изменения сопротинления цепи якоря двигателя вследствие изменения его температуры, иэготов 5 ляя один из резисторов 6 или 7 температурозависимым, соответственно резистор 7 с положительным или резистор 6 с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления .Выход 11 сигнала скорости вращения двигателя и выход 12 сигнала крутящего момента на валу двигателя используется для подключения двух- координатного регистратора 13 с индикатором 14 скорости вращения и индикатором 15 крутящего момента для записи как зависимости М=Е (м) при заданном ЫГс) так и зависимостиЕ (М) при заданном М (с) а также для подключения при необходимости внешнего устройства для дальнейшей обработки сигналов (например микроЗВМ).Для регулировки одного из выход ных сигналов м или М по линейному закону следует на вход 17 следящей системы подать изменяющееся линейно во времени напряжение. Треугольное напряжение с линейными участками генерируется по общеизвестным схемам функционального генератора с требуемыми параметрами.Для плавного и непрерывного снятия зависимости ы =К ГМ) Гйиг. 3) оказывается нецелесообразным на участке ОА зависимости задавать линейно растущим во времени крутящий момент М, а на участке АВ - скорость вращения ы .Предлагаемая схема функционального генератора (фиг, 2) содержит замкнутую цепь из компаратора 24 с гистерезисом, интеграторов 22 или 23, ключа 20 и инвертора 19, Положение ключей 20 и 21, а также рабочие 45 режимы интеграторон определяются выходным логическим сигналом анализатора 25, выходы которого соединяются с выходами сигналов скорости м 11 и момента М 12. В точке А должен ключ 21 вход сумматора переключить на другой выход, Одновременно ключ 20 переключает вход иннертора 10 на выход другого интегратора, обеспечивая новое напряжение задания, Точка 55 А и новые зцачеция напряжений задания зависят от свойств исследуемого материала и це могут быть беэ пред- варите.пьцых опь 1 тон эапрогнозиронацы. 300 4функциональная схема блока 1 Яуправления позволяет автоматическинаходить момент переключения регулируемой величины (точку А) и изменять выходное напряжение иннертора19 так, чтобы снимаемая зависимостьИ = Г (М) не имела разрыва,Анализатор 25 сравнивает производные сигналов скорости и моментайи ЙМЙт Йти - по модулю, и по результатамсравнения переключают рабочие режимы интеграторов 22 и 23 и положенияключей 20 и 21На участке ОА кривой ы= Г (М)1,-1. При этом ны 1 М и 1 аходной сигнал анализатора 25 при помощи ключа 20 включает интегратор 23в состав функционального генератораи переводит его в режим интегрирования, а интегратор 22 включается в режим начального условия, т.а, на выходе его появляется инвертированныйсигнал скорости - ы, На участке АВйц7 1 и интегратор 22 (н состаДМ 1ве функционального генератора) переводится в режим интегрирования, а иц.тегратор 23 - н режим сложения сигна.ла крутящего момента М, при этомтакже переключается регулируемый сиг.нал, Производится линейное регулирование скорости Ы, Тем, что интегратор 22 интегрирует со значения - оприсутствующего на его выходе в момент переключения, обеспечивается неразрывность снимаемой характеристики,По снятой зависимости ы = Г (М)можно перейти к кривой теченияотличающейся от первой только масштабами, При желании можно задавать и постоянные значения регулируемых величин ы или М, Для этогонеобходимо отключить блок управленияи подать один вход сумматора 16 ца(вход 17) фиксированное значениенапряжений задания, а ца другойвход - сигнал, подлежащий регулированию ( ы или М),формула и зо бр е те пи я Ротационный вискозцмстг,содержащий рабочий орган, установленный ца валу электродвигателя постояццого тока, регулируемый источник цапряжеция, подключенный через цагруэочцый резистор к обмотке якоря электролци 1 а1343300 11 12 теля, измерительный прибор и сумматор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных воэможностей, он дополнительносодержит блок управления, измерительный блок и компенсатор сигнала момента трения электродвигателя, причемблок управления содержит инвертор,два ключа, два интегратора, компаратор и анализатор, при этом входы одного ключа соединены с выходами интеграторов, а выход с инвертором,входы другого ключа соединены с выходами сипналов скорости и крутящегомомента, выходы ключа и инверторасоединены с входами первого сумматора, интегрирующие входы интеграторовсоединены с выходом компаратора, авходы начальных условий подключенысоответственно к выходам сигналовскорости и крутящего момента, управляющие входы интеграторов и ключейподключены к выходу анализатора, входы которого соединены с выходами сигналов скорости и крутящего момента,один вход компаратора соединен с выходом инвертора, а другой заэемлен, измерительный блок содержит нагрузочный резистор с заземленным концом и два дополнительных резистора, сое,)диненные обмоткой якоря электродвигателя по мостовой схеме, причем горизонтальная диагональ моста запитана от регулируемого источника напряжения, выход сигнала скорости подключен к вертикальной диагонали моста, компенсатор сигнала момента трения состоит иэ задатчика смещения и второго сумматора, один вход которого соединен с выходом задатчика,а другой вход - с нагрузочным резистором блока измерения, выход компаратора сигнала момента трения подключен к измерителю крутящего момента на валу двигателя, причем входы первого сумматора соединены с выходами блока управления, а выход - с входом регулируемого источника напряжения, двухкоординатный регистратор с инрб дуктором скорости и момента соединен с входами соответственно сигналов скорости и крутящего момента,1343300 Составитель В. Вощанкиедактор С, Патрушева Техред Л.Сердюкова рректор М. Поз Подписное каэ 4816/44 Тирах 776 ВНИИПИ Государственного комитета по делам иэобретений и открыти 13035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектн