Колебательный вискозиметр

 

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ВИСКОЗИМЕТР, содержащий зонд, возбу кдающий преобразователь , приемный электромеханический преобразователь, ключевую схему, подключенную своими входами к выходам приемного электромеханического преобразователя, а выходами - к входам возбуждающего преобразователя , и регистратор, о т л ичающийся тем, что, с целью упрощения конструкцрги, приемный электромеханический преобразователь выполнен в виде магнитоупругого датчика , содержащего консольньпЧ магнитопровод с обмоткой намагничивания и двумя выходными обмотками, причем консольный магнитопровод выполнен в форме равнобедренной трапеции с окнами, образованными перемычками, связывающими среднюю точку большого основания с противоположньми вершинами малого, а также верппгны малого и большого оснований, и расположенными накрест попарно по обе стороны нейтральной плоскости, к свободсо ному концу магнитоупругого датчика жестко прикреплен зонд, выходные обмотки расположены на малом основаниитрапеции, а обмотка намагничивания обхватывает две перемычки около средней точки большого основания . К| CD |ЯИ1

СОНЗЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ КОИХ

РЕСПУБЛИК (5))4 G 01 N 11/16

ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 376 1320/24-25 (22) 25.06.84 (46) 23.09.85. Бюл. 35 (72) С.А. Манукян (71) Ереванский политехнический институт им. К, Маркса (53) 532.13 7 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР № 284422, кл. G 01 N 11/!б, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 8ii t05, кл. G 01 N 11/16, 1981. (54)(57) КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ВИСКОЗИМЕТР, содержащий зонд, возбуждающий преобразователь, приемный электромеханический преобразователь, ключевую схему, подключенную своими входами к выходам приемного электромеханического преобразователя, а выходами — к входам возбуждающего преобразователя, и регистратор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

„„ЯО„„118Î761 А упрощения конструкции, приемный электромеханический преобразователь выполнен в виде магнитоупругого датчика, содержащего консольный магнитопровод с обмоткой намагничивания и двумя выходными обмотками, причем консольный магнитопровод выполнен в форме равнобедренной трапеции с окнами, образованными перемычками, связывающими среднюю точку большого основания с противоположнымп вершинами малого, а также вершины малого и большого оснований, н расположенными накрест попарно по обе стороны нейтральной плоскости, к свободному концу магнитоупругого датчика жестко прикреплен зонд, выходные обмотки расположены на малом основании трапеции, а обмотка намагничивания обхватывает две перемычки около средней точки большого основания.

1180761

Изобретение относится к вибрационн»м вискозиметрам и предназначено для использования в реологических измерениях.

Кроме сложности технологии изготовления вибратора вискозиметр имеет электрическую схему, обусловленную применением источника постоянного напряжения.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства.

На фиг.1 представлена конструктивная схема вискозиметра; на фиг.2 и 3 — конструкция магнитопровода магнитоупругого датчика с обмотками в двух проекциях на фиг.4 — схема замещения магнитной цепи магнитопровода магнитоупругого датчика, на фиг.5 — ключевая схема.

Вискозиметр содержит зонд 1, возбуждающий электромагнитный преобра" зватель с обмотками 2 и 3 и сердечником 4, приемный электромеханический магнитоупругий датчик с магнитопроводом 5, обмотками б намагничивания и измерения 7 и 8, ключевую схему на транзисторах 9 и l0 нагрузками которых являются обмотки 2 и 3 электромагнитного преобразователя, а управляющими цепями обмотки 7 и 8 магнитоупругого датчика. Зонд жестко подкреплен к свободному концу магнитоупругого датчика. Напряжение питания вискозиметра подается на обмотку б намагничивания магнитоупругого датчика и на коллекторы транзисторов через диод 11.

Колебательный вискозиметр представляет собой релаксационный генератор, времязадающим элементом которого является магнитоупругий датчик усилий с зондом 1 . Генератор собран по ключевой схеме на транзисторах 9 и l0, нагрузками которых являются обмотки 2 и 3 возбуждающего электромагнитного преобразователя. С помощью обмоток 7 и 8 измерения магнитоупругого датчика между ключами на транзисторах 9 и 10 создается положительная обратная связь.

Магнитоупругий датчик содержит закрепленный магнитопровод 5 с обмотками намагничивания 6 и измерения 7 и 8 (фиг.2), выполненный в виде равнобедренной трапеции с окном, образованным двумя перемычками ест и сс1, связывающим среднюю точку большого основания с вершинами малого основания. Перемычки расположены по обе стороны нейтральной плоскости, параллельно ребрам в парах и попарно с последними в параллельных плоскостях.

Большое основание трапеции защемлено, а малое — соединено с концом зонда 1.

Магнитоупругий датчик имеет мостовую схему замещения магнитной цепи (фиг.5). В схеме замещения К„„, R>> R > Км ° Км сопротивления участков ас (се), аЪ, cd, сЬ, ed, bd; Е „ — магнитадвижущая сила, созданная обмоткой намагничивания, ф1, ф2, ф — магнитные потоки. Мостовая схема обеспечивает изменение фазы выходного напряжения датчика на 180 при изменении направления перемещения зонда относительно нейтральной плоскости магнитопровода.

Управляют работой транзисторов

9 и 10 выходные напряжения измерительных обмоток 7 и 8 магнитоупругого датчика. Питание вискозиметра осуществляется от источника переменного тока. Улучшает режим работы транзисторов диод 11, а период колебаний отсчитывает измеритель 12.

Вискозиметр работает следующим образом.

Транзисторы 9 и 10 выполняют роль управляющих резисторов, изменяют ток в обмотках 2 и 3, формирующих усилие на зонде 1. В зависимости от того, в какой из обмоток ток больше, происходит притягивание зонда в сторону соответствующего полюса электромагнитного преобразоватепя и соответственно угловое перемещение зонда. Если, например, зонд 1 притягивается к полюсу электромагнитного преобразователя с обмоткой 2, то зонд совершает угловое перемещение влево.

Одновременно незащемленный конец магнитоупругого датчика перемещается вправо, вследствие чего участки ed и сЬ магнитопровода датчика (фиг.2) растягиваются, а. участки аЬ и cd сжимаются. Магнитные сопротивления К „, R увеличиваются.

Л11 МВ

R ö>э R< 1. уменьшаются уравнове шенное состояние магнитного моста (фгг .4) нарушается. Через участок

1180761

bd (R> ) протекает магнитный поток ф и на выходах измерительных обмоток 7 и 8 наводится ЭДС, пропорциональная величине перемещения конца магнитоупругого датчика.Эти напряжения подаются на базы транзисторов 9 и 10 с такой полярностью, что транзистор l0 открывается, а транзистор 9 — закрывается.

В результате этого через транзистор 10 и обмотку 3 протекает большой ток, а протекание тока через транзистор 9 и обмотку 2 прекращается. Указанное вызывает увеличение усилия в зазоре между правой половиной электромагнитного преобразователя с обмоткой 3 и зондом l и уменьшение усилия в зазоре другой симметричной половины электромагнитного преобразователя. Вследствие этого зонд 1 займет .другое угловое положение. Теперь незащемленный конец магнитоупругого датчика перемещается влево. Участки ed u еЬ магнитопровода (фиг.2) сжимаются, а аЬ и cd растягиваются, вследствие чего R<„ R,. уменьшаются, а R и R „ увеличиваются. Изме— няется направление магнитного потока ф через участок bd (R,), изменяются фазы на 180" выходйых напряжений измерительных обмоток 7 и 8.

Транзистор 9 открывается, а транзистор 10 закрывается. Увеличивает>0 ся ток через обмотку 2, а ток через обмотку 3 уменьшается. Зонд занимает левое крайнее положение и т.д., т.е ° схема находится в состоянии непрерывных колебаний, 15 тем самым приводя в колебательное движение зонд, свободным концом погруженный в исследуемую среду.

Период (частота) колебаний зонда зависит как от конструктивных и

20 электрических параметров схемы, так и от вязкости исследуемой среды.

Измеритель 12 периода колебаний отградуирован в единицах вязкости.

В ключевой схеме диод 11 (фиг.5)

25 улучшает режим работы транзисторов.

1180761

Тираж 896 Подписное рНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5913/41

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель В. Крутин

Редактор Н. Пушненкова Техред О.Неце Корректор И. Эрд ейи