Устройство для измерения вязкости и модуля упругости веществ

 

Изобретение относится к технике исследования физических свойств текучих веществ и позволяет повысить точность измерений путем стабилизации амплитуды колебаний зонда и формирования электрических сигналов, пропорциональных измеряемым величинам. Целью изобретения является повышение точности измерений путем стабилизации амплитуды колебаний зонда и формирования электрических сигналов, пропорциональных измеряемым величинам. Погруженный в вещество зонд жестко связан с катушкой, помещенной в поле постоянного магнита и включенной в четырехплечий мост, подключенный вместе с измерителем составляющих комплексной амплитуды напряжения к выходу усилителя, на вход которого подключены генератор и узлы измерительной диагонали моста, один через резистор, а другой через фазоинвертор и резистор. При этом выход усилителя соединен с диагональю питания моста и с первым входом измерителя составляющих комплексной амплитуды напряжения, второй вход которого соединен с генератором, а на выходах формируются напряжения, пропорциональные вязкости и модулю упругости исследуемого вещества. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СООЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ К

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4347003/24-25 (22) 21.12. 87 (46) 07.11.89. Бюл. Я 41 (71) Всесоюзный государственный научно-исследовательский ипроектный институт химико-фотографической промышлен« ности (?2) В,Г. Гимпельсон и И.Л. Малявкин (53) 532, 137 (088. 8) (56) Патент США Ф 3722262, кл.73-59, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Ф 864062, кл. G 01 N 11/16, 1976.

Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров.- М.: Иностранная литература, 1963 с. 112. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ И МОДУЛЯ УПРУГОСТИ BEHgCTB (57) Изобретение относится к технике исследования физических свойств текучих веществ и позволяет повысить точность измерений путем стабилизации амплитудЫ колебаний зонда и формирования электрических сигналов, пропорИзобретение относится к технике исследования физических свойств текучих веществ, в частности к измерению параметров вяэкоупругих веществ в процессе их физических или химических превращений.

Цель изобретения - повышение точности измерений путем стабилизации амплитуды колебаний зонда и формирования электрических сигналов, пропорциональн ;х измеряемым величинам.

„„SU„„1520394 Д1 (51)4 С 01 N 11/10 циональных измеряемым велкчинам.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем стабилизации амплитуды колебаний зонда и формирования электрических сигналов, пропорциональных измеряемым величинам. Погруженный в вещество зонд жестко связан с катушкой, помещенной в поле постоянного магнита и включенной в четырехплечий мост, подключенный вместе с измерителем составляющих комплексной амплитуды напряжения к выходу усилителя, на вход которого подключены генератор и узлы измерител;.-ной диагонали моста, один через рез-;стор, а другой через фазоинвертор и резистор. При этом выход усилителя соединен с диагональю питания моста и с первым входом измерителя составляющих комплексной амплитуды напряжения, второй вход которого соединен с генератором, а на выходах формируются напряжения, пропорциональные вязкости, и модулю упругости исследуемого вещества. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

На фиг. 1 представлен зонд с катушкой и магнитом; на фиг. 2 — измерительное устройство; на фиг. 3 — измеритель составляющих комплексной амплиI туды напряжения.

Устройство для измерения вязкости saeva и модуля упругости веществ состоит из катушки 1, помещенной в зазор постояннога магнита 2 и жестко связанной с одним концом зонда 3> закрепленного на оси 4. Второй конец зонда

1520394

3 погружен в вещество, помещенное в кювету 5.

Генератор 6 (фиг. 2) через резистор 7 соединен с операционным усилите-5 леM 8,, к выходу которого подключен четырехплечий мост, составленный из катушки 1, включенной последовательно с резистором 9 большого сопротивления. Два другие плеча Моста образо- 10 наны регулируемыми резисторами 10 и 11 и конденсатором 12, включенным параллельно резистору 11. Узел 13 измерительной диагонали моста соединен с входом усилителя 8 через резистор 15

14, а узел 15 соединен с входом усилителя через фазоинвертор 16 и резистор 17. Выход усилителя 8 соединен с потенциальным узлом 18 диагонали питания четь:рехплечего моста и вхо- 20 дом 19 измерителя 20 составляющих комплексной амплитуды напряжения, второй вход 21 которого соединен с генератором 6, выходы 22 и 23 соединены с. регистраторами измеряемых величин. 25

Измеритель 20 составляющих комплексной амплитуды напряжения состоит (Фиг. 3) из электронных ключей 24 и 25, информационные входы которых соединены с входом 19, управляющий ÇÎ электрод электронного ключа 24 соединен с входом 21 через компаратор

26, управляющий электрод ключа 25 соединен с входом 21 через компаратор

27 дифференцирующи . усилитель 28, а выходы ключей соединены с выходами

22 и 23 измерителя 20 через фильтры 29 и 30 нижних частот, снабженные потенциометрами 31 и 32, подчелювенными к источнику постоянного тока. 0

Устройство для измерения вязкости и модуля упругости веществ работает следующим образом.

Перед началом измерений при жесткой фиксации зонда и пониженном напряжении генератора изменением сопротивлений резисторов 10 и 1 1 добиваются максимума амплитуды сигнала на выходе усилителя 8. Наблюдать амплитуду сигнала проще всего с помощью ос- 50 циллаграфа. Если амплитуда сигнала выходит за пределы линейности усилителя 8, то уменьшают амплитуду напряжения генератора..

- Освобождают зонд, устанавливают рабочее напряжение генератора, потенциометрами 31 и 32 устанавливают ну-!.левые амплитчлы напряжения на вьыодах

22 и 23.

В кювету 5 помещают исследуемое вещество (раствор или расплав). На выходе усилителя 8 устанавливается амплитуда напряжения, пропорциональная механическому импедансу вещества, на выходе 22 его активная составляющая, пропорциональная вязкости, а на выходе 23 реактивная составляющая, пропорциональная модулю упругости.

Таким. образом, стабильность амплитуды напряжения генератора и линейная зависимость выходных напряжений устройства от измеряемых параметров обеспечивают повышение точности во всем диапазоне измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения вязкости и модуля упругости веществ, включающее зонд, погруженный в измеряемое вещество и жестко связанный с катушкой, помещенной в поле постоянного магнита и питаемой от генератора гармонических электрических колебаний через усилитель, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем стабилизации амплитуды колебаний зонда и формирования электрических сигналов, пропорциональных измеряемым величинам, катушка включена последовательно резистором в четырехплечий мост, узлы измерительной диагонали которого подключены к входу усилите1 ля. один чеРез Резистор, à другой через фазоинвертор и резистор, а выход усилителя соединен с диагональю питания четырехплечего моста и первым входом измерителя составляющих комплексной амплитуды напряжения, второй вход которого соединен с вьиодом генератора.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измеритель составляющих комплексной амплитуДы напряжения состоит из двух электронных ключей, управляющий электрод одного из которых соединен с выходом генератора через компаратор, а другого - через компаратор и дифференцирующий усилитель, а к вьиодам электронных ключей подключены фильтры нижних частот.

15 ) (}39/Ф

Ф . 1

1520394

Составитель В. Васильев ,Редактор Н. Лазоренко . Техред Л,Олийнык

Корректор Л

Заказ 6749/44

Тираж 789

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно -издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101