Устройство для определения реологических характеристик материалов

Номер патента: 1627920

Авторы: Ломовской, Шаталов

ZIP архив

Текст

союз советскихсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИК ЯО 1627920 А 1 С 51)5 С 01 М 11/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМ А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Воронежский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 587369, кл. С 01 М 11/16, 1977.(54) УСТРОСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРА 10 В(5) Изобретение относится к устройствам для определения реопогическихвязкоупругих характеристик, основанным на акустических методах промьшленного контроля состава и свойстваматериалон, и может быть использовано при обработке технологии получения стекол с заранее заданными свойствами в прая шленности, выпускающей и использукщей оптические элементы радиотехнических устройств, а также для научных исследований. Цельизобретения - понышение точности ирасширение функциональных возможностей за счет определения энергетических характеристик реп ахсациаьх проИзобретение относится к устройствам для определения вязко-упругих ре" алогических характеристик, основанным на акустических методах промпиленного контроля состава и свойств материалов, и может быть использовано при отработке технологии получения стекол с заранее заданными свойствами в промышленности, выпускающей и использующей оптические элементы радицессов в материалах, Устройство содержит измерительньй преобразователь,выполненный н виде цилиндрическогостержня, разветвленного на первом ивтором концах на два канала ввода упругой волы и два канала отраженнойупругой волны соответственно, которыесоединены с первым и вторым четвертьволновыми отражателямипервый и второй каналы ввода упругой волны и узлы креппеп я первого и второго экспоненниальных концентраторов на общем кронштейне разделены гасящимидемпферами, Первый и второй пьезопреобраэователи эектричессвязаны свходами ервоо и второго блоков об- сЖработки информации соответственно,каждый из которых содержит усилитель,зондирующий генератор, два аналоговьхключа, генератор стробирукщих импуль- Ссов, блок вьщеления огибающей, двухвходовой интегратор, два триггера,дна преобразователя код-напряжения,источник опорного направоия элек- фтронный ключ, генератор тактовых импульсов, счетчик, ищикатор, логичес-1кий элемент И, 2 ил, Ж отехннческих устройтв а также для научных исследований.Цль изобретения - повышение точности и расширение функционапььх воэможностей за счет определения энергетических хар ктеристик релаксационных процессов в материалах. На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - диаг 1627920раммы напряжещш в точках функциональных узлов схе)ы,Устройство для определения реологических характеристик материалов сос 5тоит из измерительного преобразователя 1, первого 2 и второго 3 каналовввода упругой волы первого 4 и второго 5 каналов отражения упругой волны, первого 6 и второго 7 экспоненццальных концентраторов, гасящих демпФеров 8, первого 9 и второго 10 четвертьволцовых отражателей, второго11 и первого 12 преобразователей,кронштейна 13 крепления экспоцецциаль цых концентраторов, рубашки 14 принудительного охлаждения пьезопреобраэователей, емкости 15, нагревательныхэлементов 16, исследуемого расплавастекла 17, зондирующего генератора 2018, усилителя 19, генератора 20 стробиру)ощпх импульсов, второго 21 и первого 22 аналоговых ключей, второго 23и первого 24 блока выделения огибающей, логического элемента И 25, двухвходового интегратора 26,К"триггер 27, первого 28 и второго 29 преобразователя цапряжения-код, Й 5-триггера 30, электронного ключа 31, тактово-.го генератора 32, счетчика ЗЗ. импульсов, источника 34 опорного напряжения, индикатора 35, первого блока Збобработки информации второго блока37 обработки информации первой 38 ивторой 39 выходных клемм.35Устройство работает для определения реологическпх характеристик материалов следуощим образом.С генератора 18 зондирующих сигналов подается короткий электрический импульс ца первый пьезопреобраэователь 12 первого канала ввода упругой лолцы, Первый пьезопреобраэователь 12 преобразует электрическийсигнал в упругую мехаппческую волну, 15(см. Фиг. 2 а), Лкустические колебанияпреобразуются первым пьеэопреобразователем 12 в электрический сигнал и поступают ца усилитель 19, откуда черезпервый 22 и второй 21 аналоговые клю- .)чи - па первый 24 и второй 23 блокивыделения огибающей, Йалоговые ключи управляются генератором 20 стробирующих импульсов (диаграммб, в) таким образом, что через первый аналоговый ключ 22 пропускается серия отражешь)х импульсов (диаграмма г)ачерез второй аналоговый ключ 21первый отраженный импульс (диагр;1 ма д), Иа выходе Первого блока 24 выделения огибающей (выпрямителя) импульсы имеют вид, показанный на 4 ог. 2(диаграмма е). На выходе второго блока 23 выделения огнба)ощих имеетсяВС -цепь, з аряд емкости конденсаторакоторой происходит через блок 23первым отраженным импульсом, а разряд - через резистор В при этом получается серия импульсов, приведенных на диаграмме ж. Импульсы с выхода первого блока 24 выделения огибакщей поступают на вычитающий входдвухвходового интегратора 26, а импульсы с йС-цепочки на суммирукюцийвход через логический элемент И 25,который управляется К"триггером 27,на один вход которого подаются импульсы от зондирующего генератора 18,а ца другой вход - импульсы, задержанные относительно зондирущцих припомощи двух последовательно соединенных преобразователей напряжениекод ца время 6 (диаграмма и), приэтом через логический элемент И 25проходит часть импульсов с ВС"цепи отмомента Фдо следующего зондирующего импульса, Преобразователи напряжение-код вырабатывают импульсы, задержанные относительно входных навремя, пропорциональное управляющему напряжению Оо. Это напряжение Оподается на первый преобразователь 28напряжение-код с источника 34 опорногонапряжения и величина О выбираетсяов зависимости от начальных условий. Приэтом вырабатывается импульс, задержанлцыи относительно входного на время(диаграмма з) . Второй преобразователь29 напряжение-код управляется напряжением, поступаощим с выхода двухвходового интегратора 26,Начальными условиями являются условия, при которых коэффициент затухания в измерительном преобразователе 1 минимален, т.е. интегральная площадь серии отраженных импульсов (диаграмма е) максимальна. Обычно. этосоответствует нахождению волновода измерительного преобразователя в воздухе. При этом изменением напряженияО изменяют площади импульсов, подаваемых на двухвходовый интегратор 26с логического элемента И 25 до техпор,пока не начнет выполняться равенство 5 оф 5 оо7920 5 ус 5 се562где 5 - интегральная площадь импульО 1сов, подаваемых на вычитающий вход интегратора 26 спервого блока 24 выделения огибающей;50 - интеграпьная площадь импульсов, поступакщих насуммирующий вход дзухвходового интегратора26 слогического элемента И при начальныхусло виях,т.е, при напряжении на выходе интегратора, равном нулю (диаграмлы е, к) .В процессе иэмерения коэф 4 ициентэвтухания б свяэан с иэменеиием динамической вязкости Р (Я) согласно теории СтоксаОтплотность;С - скорость эвука, зависящаяот температуры 1.Чем больше динамическая вязкость1(Я), тем больше коэффициент затухания Мтем меньше площадь отраженных импульсов и создается условие,когда выполняется неравенство (3) где 5 а - интеграпьиая площадь имСпульсов, подаваемых на вычитающий вход двухвходового интегратора 26 от первого блока 24 выделения огибающей в процессе измерения. Напряжение нд выходе двухвходового иитегрдтора начинает увеличиваться, д так как оио подается на управляющий вход второго преобразователя 29 напряжение-код тс и эадержка импульса, опрокидывающего К"триггер 21 увеличивается, Следовательно, площадь импульсов, поступающих на суммирующии вход интегратора, начинает уменьшаться и это происходит до тех пор, пока не начнется выполняться равенство 5, =5(4) где 5 - интегральная площадь им 1пульсов, поступающих нд суммирующий вход двухвходового интегратора 26 через логический элемент И 25 в процессе измерения, При этом напряжение на выходе двухвходового интегратора О перестает иэменяться, принимая унтзначениЕ, пропорциональное разности О ляг 502 5 Д 2Ь)При дальнейшем увеличении коэффициента затухания напряжение иа выходе5 интегратора Оин еще более воэрастает, а при уменьшении коэффициента эатухания процесс протекает в обратномпорядке.ОТаким образом, напряжение на выходе двухвходового интегратора 26Ои однозначно зависит от иэменениязначения диналшческой вяэкости(Я)и по величине аналогового сигналаОможно судить о величине диналпческой вязкости по одному иэ каналов ввода упругой волны.Сигнал с выходов преобраэователейнапряжение-код поступает на В 5-триг 20 гер 30, с выхода которого сигнал поступает на вход управления электронного ключа 31, через который импульсы от тактового генератора 32 поступают на счетчик 33 импульсов.25 Длительность импульсов на выходетриггера 30 равна (диаграмма л)л л Л(,:е -ьо 16)где ь - длительность сигнала на выЛходе В 5-триггера 30;Лобщая задержка сигнала надвух пре о бр аэ ов ат елях напряжение-код;Лэддержкд сигнала в первомпреобразователе 23 ндиряже 35ние-код,л1 ри начдлыых условиях, когда ь ==Ледлительность импульсов ид выходе й 5-триггера 30 равна нулю.40Б процессе измерения ( и ) ьд ичем больше значение динамической вязкости(Итем больше длительностьимиульсон Р.Таким образом, от тактового генератора 32 через электронный ключ 345на счетчик 33 илигульсов поступают импульсы количество которых пропорционально иэмеряемой величине динамической вязкости(63) (фиг. 2, диаграмма м),50Андлогичн 1 м обрдэом работает и второй канал ввода упругой волны (фиг.1),однако, чдстотд воэбуждения упругойволны в измерительном преобразовате 55ле 1 по второму каналу отличается отчастоты воэб,ждежя упругой волны визмерительном преобразователе по первому каналу, При этом, как это видно из формулы (2), коэффициент зату 162 7920с вычитающим входом двухвходового интегратора, выход второго аналогового ключа подключен к входу второго блока выделения огибающей и первому выводу параллельной РС-цепи, второй вывод5 которой подключен к общей шине, выход второго блока выделения огибан 1 щей соединен с первым входом логического элемента И, выход которого соединен с 1 суммирующим входом двухвходового интегратора, выход генератора зондирующих импульсов соединен с первым входом первого преобраэователя код-напряжение и с 1-входом 1 К-триггера, выход источника опорного напряжения подключен к второму входу первого преобразователя код-напряжение, выход которого соединен с 5-входом Р 5-триггера и первым входом второго преобразователя код-напряжение, выход которого соединен с К-входом 1 К-триггера, ц Р-входом Р 5-триггера, выход которого соедицец с входом электронного ключа, управляяций вход которого соединен с генератором тактовых импульсов выход элекгроцного ключа соединен с входом счетчика импульсов, выход которого подключен к входу ицдикатора, выход двухвходового интегратора подключен к второу входу второго преобрдэователя код-напряжение и к первой выходной клемме, выход 1 К-триггера подключен к второму входу логического элемента 1, выход второго блока обработки информации подключен к второй выходной клемме.1627920 Составитель Л,ТалонинРедактор А,Долинич Танкред И.Дидык орректор И.Самборск Заказ Э Тираж 37 и ГКНТ ССС ВНИ 1 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 О Государственного комитета п 113035, Москва, Ж Подписное изобретениям и открьггиям Раушская наб., д, 4/5

Смотреть

Заявка

4676962, 11.04.1989

ВОРОНЕЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ЛОМОВСКОЙ ВИКТОР АНДРЕЕВИЧ, ШАТАЛОВ ВИТАЛИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 11/16

Метки: реологических, характеристик

Опубликовано: 15.02.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1627920-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-reologicheskikh-kharakteristik-materialov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для определения реологических характеристик материалов</a>

Похожие патенты