專利名稱：流體流變特性和粘度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量儀，尤其涉及一種流體流變特性和粘度測量儀。
背景技術(shù)：
流體流變特性和粘度測量儀是一種測量各種流體流變特性的測量儀 器，包括測量牛頓流體、非牛頓流體的表觀粘度、假塑性流體、塑性流體、 膨脹性流體等非牛頓液體的流變特性曲線。
流體流變特性和粘度測量是研究物質(zhì)流體特性行為的一種方法。它是 一種直接可獲得的流體性質(zhì)，產(chǎn)品研發(fā)人員可以根據(jù)這些流體性質(zhì)做產(chǎn)品 現(xiàn)象與行為的預(yù)測評估，并得出流變數(shù)據(jù)和產(chǎn)品行為關(guān)系。
目前，國內(nèi)測量粘度的儀器已有多種，就其儀器本身結(jié)構(gòu)而言，旋轉(zhuǎn) 粘度計(jì)測量原理基本一致，包含粘度測量傳動裝置、扭矩檢測裝置、數(shù)據(jù) 處理裝置，但現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)在測量精確性、功能上還有待完善。
由圖l可見(圖中1:同步電機(jī)2:減速齒輪3:刻度盤4:彈簧 5:寶石軸承6:藕合器7:護(hù)架8:轉(zhuǎn)子9:試液杯10:浸入標(biāo)志11: 指針12:手柄)同步電機(jī)經(jīng)變速齒輪減速帶動刻度盤、彈簧、指針、轉(zhuǎn)軸、 轉(zhuǎn)筒一起做恒速旋轉(zhuǎn)，試液的粘性力矩使彈簧偏轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子及指針滯后于刻 度盤一定的角度并與其同速旋轉(zhuǎn)。試液的粘度越大，粘性力矩使轉(zhuǎn)子、指 針滯后于刻度盤的角度越大，通過讀取刻度盤上的偏轉(zhuǎn)角度可以線性換算 得到試液的表觀粘度值。此種設(shè)計(jì)方案存在諸多不足之處，第一采用同 步電機(jī)驅(qū)動，此種電機(jī)靠交流電源供電，交流電源頻率會影響同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，如50HZ的同步電機(jī)，在交流電源頻率為60HZ的情況下，旋轉(zhuǎn) 速度的精度誤差為16.67%，而表觀粘度精度值跟旋轉(zhuǎn)速度精度誤差直接成 正比。第二同步電機(jī)經(jīng)過不同的齒輪減速，變換成不同的最終旋轉(zhuǎn)速度。 機(jī)械齒輪傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差、長時(shí)間使用，容易磨損，從而影響粘 度測量精度。第三同步電機(jī)經(jīng)過齒輪變換旋轉(zhuǎn)速度，齒輪傳動機(jī)構(gòu)只能 在幾個(gè)固定轉(zhuǎn)速下測定試驗(yàn)參數(shù)，不能無級變速，對于流體流變性質(zhì)的測 量，要求更多的剪切速率變換，此種結(jié)構(gòu)略顯不足。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供了一種流體流變特性和粘度測 量儀，旨在解決上述的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 本實(shí)用新型包括 一個(gè)安裝板；在所述的安裝板上安置一個(gè)中心連接 機(jī)構(gòu)；在安裝板的下方、中心連接機(jī)構(gòu)上依次是寶石軸承機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)子；還 包括在安裝板上方、中心連接機(jī)構(gòu)上依次是扭矩傳感器、扭矩位移調(diào)整 機(jī)構(gòu)以及軸承機(jī)構(gòu)；所述的軸承機(jī)構(gòu)連接一個(gè)由高細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路 驅(qū)動的步進(jìn)電機(jī)；在所述的扭矩傳感器的側(cè)旁安置一個(gè)與電腦處理器控制 系統(tǒng)相接的無接觸光電傳感器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是采用了高細(xì)分驅(qū)動步進(jìn) 電機(jī)作為傳動機(jī)構(gòu)，省卻了齒輪傳動機(jī)構(gòu)，直接通過軸承機(jī)構(gòu)、中心連接 機(jī)構(gòu)帶動彈簧和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)更簡單、無噪聲、變速方便、可靠性好； 采用直流電源供電，交流電壓頻率變化不影響轉(zhuǎn)速精確性，保證了測量粘 度的準(zhǔn)確性；無接觸方式遙控儀器操作，保證儀器水平狀態(tài)盡可能少受人 為因素影響，保證測量準(zhǔn)確性。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中流體流變特性和粘度測量儀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述-由圖2可見本實(shí)用新型包括 一個(gè)安裝板600;在所述的安裝板600
上安置一個(gè)中心連接機(jī)構(gòu)700;在安裝板600的下方、中心連接機(jī)構(gòu)700上 依次是寶石軸承機(jī)構(gòu)800和轉(zhuǎn)子900;還包括在安裝板600上方、中心連 接機(jī)構(gòu)700上依次是扭矩傳感器500、扭矩位移調(diào)整機(jī)構(gòu)400以及軸承機(jī)構(gòu) 200;所述的軸承機(jī)構(gòu)200連接一個(gè)由高細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路300驅(qū)動的 步進(jìn)電機(jī)100;在所述的扭矩傳感器500的側(cè)旁安置一個(gè)與電腦處理器控制 系統(tǒng)120相接的無接觸光電傳感器140;
所述的高細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路300的控制是通過一個(gè)電腦處理器控 制系統(tǒng)120來控制；電腦處理器控制系統(tǒng)通過一個(gè)遙控器來控制實(shí)現(xiàn)的；
所述的電腦處理器控制系統(tǒng)120與液晶顯示130和通訊接口 110相接； 通訊接口 IIO外接微型打印機(jī)或者個(gè)人電腦。
本實(shí)用新型中軸承機(jī)構(gòu)、中心連接機(jī)構(gòu)帶動扭矩傳感器、寶石軸承機(jī) 構(gòu)和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，如果轉(zhuǎn)子未受到流體的阻力，扭矩傳感器與扭矩位移調(diào)整 裝置在同一位置；反之，如果轉(zhuǎn)子受到流體的粘滯阻力，扭矩傳感器產(chǎn)生 扭矩與粘滯阻力抗衡，最后達(dá)到平衡，這時(shí)分別通過無接觸光電傳感器部 分檢測扭矩信號給16位微電腦處理器控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后在帶夜 視功能液晶屏幕上)顯示流體流變特性相關(guān)數(shù)據(jù)。
高細(xì)分驅(qū)動歩進(jìn)電機(jī)做為主要傳動部分，主要原理結(jié)構(gòu)跟現(xiàn)有的粘度 測試儀原理結(jié)構(gòu)一樣，但是本實(shí)用新型對比現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，省去了機(jī)械齒輪， 由步進(jìn)電機(jī)直接帶動中心軸旋轉(zhuǎn)。
扭矩檢測部分轉(zhuǎn)子如果空轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子沒有受到任何液體的粘滯力，扭 矩位移調(diào)整結(jié)構(gòu)和扭矩傳感器的指針位置在橫向方向處于同一個(gè)位置；轉(zhuǎn)子如果完全浸沒在液體中，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)將受到反方向的液體粘滯力，扭矩傳 感器發(fā)生偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生與液體粘滯力反方向的平衡力，旋轉(zhuǎn)幾圈后，液體粘 滯力與平衡力最終將達(dá)到平衡，扭矩傳感器與扭矩位移調(diào)整機(jī)構(gòu)形成一定 的偏轉(zhuǎn)角度不變，電機(jī)以恒定的轉(zhuǎn)速帶動扭矩傳感器與扭矩位移調(diào)整裝置 連續(xù)旋轉(zhuǎn)通過無接觸光電傳感器，扭矩傳感器與扭矩位移調(diào)整機(jī)構(gòu)成一定 的偏轉(zhuǎn)角，將依順序通過無接觸光電傳感器，兩者通過的時(shí)間差可以被微 處理器中斷方式探測到。由恒定的轉(zhuǎn)速，偏轉(zhuǎn)角通過的時(shí)間兩個(gè)已知條件， 可以算出偏轉(zhuǎn)角度的大小，偏轉(zhuǎn)角度的大小就代表了平衡力的大小，并成 線性，只要簡單的把偏轉(zhuǎn)角度與平衡力做線性轉(zhuǎn)換就可以換算出液體的表 觀粘度值。
無接觸遙控操作部分步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)前，儀器上方有一個(gè)水平狀態(tài)顯 示器，測量要求儀器一定處于水平狀態(tài)，測量精度才能得到保證，如果儀 器沒有處于水平狀態(tài)，轉(zhuǎn)子與其它部件將處于偏心狀態(tài)，轉(zhuǎn)子測量液體粘 度除了受到液體粘滯力的作用，還受到偏心力矩的作用，增加了偏心力矩 的誤差。本實(shí)用新型在此問題上的改進(jìn)，除了保留原有的儀器面板操作方 式，在面板上還增加了一套無線接收裝置，用于接收外部的操作指令。儀 器一旦調(diào)整為水平，測量操作將完全無接觸控制。用戶頻繁觸摸粘度計(jì)， 導(dǎo)致粘度計(jì)的水平經(jīng)常偏離的問題得到改善。
權(quán)利要求1. 一種流體流變特性和粘度測量儀，包括一個(gè)安裝板；在所述的安裝板上安置一個(gè)中心連接機(jī)構(gòu)；在安裝板的下方、中心連接機(jī)構(gòu)上依次是寶石軸承機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)子；其特征在于還包括在安裝板上方、中心連接機(jī)構(gòu)上依次是扭矩傳感器、扭矩位移調(diào)整機(jī)構(gòu)以及軸承機(jī)構(gòu)；所述的軸承機(jī)構(gòu)連接一個(gè)由高細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動的步進(jìn)電機(jī)；在所述的扭矩傳感器的側(cè)旁安置一個(gè)與電腦處理器控制系統(tǒng)相接的無接觸光電傳感器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體流變特性和粘度測量儀，其特征在于 所述的高細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路的控制是通過一個(gè)電腦處理器控制系統(tǒng)來 控制；電腦處理器控制系統(tǒng)通過一個(gè)遙控器來控制實(shí)現(xiàn)的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體流變特性和粘度測量儀，其特征在 于所述的電腦處理器控制系統(tǒng)與液晶顯示和通訊接口相接；通訊接口外
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種流體流變特性和粘度測量儀，包括一個(gè)安裝板；在所述的安裝板上安置一個(gè)中心連接機(jī)構(gòu)；在安裝板的下方、中心連接機(jī)構(gòu)上依次是寶石軸承機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)子；還包括在安裝板上方、中心連接機(jī)構(gòu)上依次是扭矩傳感器、扭矩位移調(diào)整機(jī)構(gòu)以及軸承機(jī)構(gòu)；所述的軸承機(jī)構(gòu)連接一個(gè)由高細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動的步進(jìn)電機(jī)；在所述的扭矩傳感器的側(cè)旁安置一個(gè)與電腦處理器控制系統(tǒng)相接的無接觸光電傳感器；本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)更簡單、無噪聲、變速方便、可靠性好；保證了測量粘度的準(zhǔn)確性；無接觸方式遙控儀器操作，保證儀器水平狀態(tài)盡可能少受人為因素影響，保證測量準(zhǔn)確性。
文檔編號G01N11/14GK201281685SQ200820152129
公開日2009年7月29日 申請日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者洪 周, 李俊峰 申請人:上海尼潤智能科技有限公司