Віскозиметр

Віскозиметр, який містить вимірювальний зонд, систему керування, яка виконана на базі регульованого перетворювача напруги, п'єзоелектричний двигун і датчик обертів ротора, який відрізняється тим, що в нього введено вимірюваль 3 37258 Технічний результат досягається завдяки тому, що нереверсивний п'єзоелектричний двигун з пасивним ротором забезпечує: - високий пусковий момент; - регулювання лінійної швидкості переміщення поршня можливе завдяки зміні швидкості обертання ротора шляхом зміни напруги та частоти, подаваних на осцилятор двигуна, що забезпечує швидкість обертів ротору в діапазоні 0...5об/сек; - можливість побудови трибологічних характеристик тиксотропних рідин; - високу надійність і ресурс (більш 50000ч); - мале енергоспоживання; - іскровибухонебезпечність; - відсутність випромінюваних магнітних полів; - безшумну роботу; - економію міді в зв'язку з відсутністю обмоток; - відсутність редуктора та додаткових зондів для вимірювання різних за фракційним составом рідин; - малі масу і габарити. Недоліки пристрою, які обумовлені використанням кривошипного механізму та подібного вимірювального зонду: - наявність кривошипного механізму; - відсутність обертання поршня вимірювального зонду; Задачею корисної моделі є створення віскозиметра, у якому використовується гвинтовий насос, у якості вимірювального зонду, що дозволяє визначати в'язкість палива в умовах подібності процесів, що проходять в вимірювальному зонді і в паливному насосі високого тиску. Поставлена задача вирішується тим, що у віскозиметр, який містить вимірювальний зонд, систему керування, яка виконана на базі регульованого перетворювача напруги, п'єзоелектричний двигун і датчик обертів ротора, який відрізняється тим, що в нього введено вимірювальний зонд, який виконано на базі гвинтового насосу, у якому під час оберту гвинта кожна точка робить обертання навколо своєї осі, що ураховує обертання плунжера паливного насосу високого тиску, а також відбувається подовжній зсув слоїв палива, що ураховує зворотно-поступальний рух плунжера паливного насосу високого тиску. П'єзоелектричний двигун, який забезпечує задане системою керування число обертів валу, що вимірюються за допомогою оптичного датчика обертів ротора, з'єднано з ротором вимірювального зонду за допомогою фланців і чотирьох болтів. Вали двигуна і гвинта з'єднано шліцами. Технічний результат досягається завдяки тому, що нереверсивний п'єзоелектричний двигун з пасивним ротором і вимірювальний зонд у виді гвинтового насосу забезпечують: - високий пусковий момент; - відсутність кривошипного механізму; - регулювання частоти оберту гвинта можливе завдяки зміні швидкості обертання ротора шляхом зміни напруги та частоти, подаваних на осцилятор двигуна, що забезпечує швидкість обертів ротору в діапазоні 0...5об/сек; - можливість побудови трибологічних характеристик тиксотропних рідин в умовах подібності 4 процесів, що проходять у вимірювальному зонді і паливному насосі високого тиску; - високу надійність і ресурс (більш 50000ч); - мале енергоспоживання; - іскровибухонебезпечність; - відсутність випромінюваних магнітних полів; - безшумну роботу; - економію міді в зв'язку з відсутністю обмоток; - відсутність редуктора та додаткових зондів для вимірювання різних за фракційним составом рідин; - малі масу і габарити. На Фіг.1 зображено конструкцію віскозиметру (розріз у діаметральній площині): 1 - п'єзоелектричний двигун з пасивним ротором, 2 - болти, 3 вимірювальний зонд (статор), 4 - гвинт (ротор), 5 диск з метками, 6, 7 - оптичний датчик (джерело і приймач). Віскозиметр містить п'єзоелектричний двигун 1 з пасивним ротором, до одного боку ротора якого підключено, за допомогою фланців і чотирьох болтів 2, два з яких показано на кресленні, вимірювальний зонд 3 з гвинтом 4, а на іншому боці встановлено диск з мітками 5 та оптичний датчик (6 джерело, 7 - приймач), який регіструє швидкість обертання ротора при перетинанні мітки оптичного каналу. У вихідному стані при вимкнутому живленні у вимірювальному зонді 3 гвинт 4 знаходиться у будь якому місці. Рідина проникає в вимірювальну камеру через вхідний фланець. При вмиканні живлення перетворювач напруги перетворює постійну напругу у високочастотні імпульси, які подаються на осцилятор п'єзодвигуна, ротор якого починає рухатися і обертає гвинт усередині вимірювальної камери. При цьому паливо проходить через вимірювальний зонд і виходить через вихідний фланець. В'язкість палива впливає на швидкість оберту гвинта і гальмує ротор двигуна. Сигнал, що знімається з виходу оптичного датчика подається на блок керування, який змінює напругу живлення Uж до встановлення заданої частоти оберту. Напруга живлення п'єзоелектричного двигуна є інформаційним виходом. Елементи віскозиметра може бути реалізовано згідно з відомими схемами: - нереверсивний п'єзоелектричний двигун з пасивним ротором - [9, 10, 11]. - перетворювач напруги - [9]. - оптичний датчик обертів - [12]. - вимірювальний зонд зроблений на базі стандартного гвинтового насоса [13]. Джерела інформації: 1. Ахматов А.А. Молекулярная физика граничного трения. - М.: Физматгиз, 1963. - 472 с. 2. Поповский Ю.М., Берникова Н.Б. Исследование оптической анизотропии граничных слоев полидиметилсилоксилана и его смесей с тетрадеканом. // Вопросы физики формообразования и фазовых превращений. - Калинин: КГУ. - 1983. - 32 с. 3. Алтоиз Б.А., Поповский Ю.М. Физика приповерхностных слоев. - Одесса: Астропринт, 1995. 153 с. 4. Нікольський В.В. Деклараційний патент 5 37258 України, МПК7 G01N 11/10. Віскозиметр. №2003054350; Заявл. 15.05.2003; Опубл. 15.01.2004, Бюл. №1. 5. Нікольський В.В. Деклараційний патент України, МПК7 G01N 11/10. Віскозиметр. №20031211819; Заявл. 18.12.2003; Опубл. 15.11.2004, Бюл. №11. 6. Нікольський В.В. Деклараційний патент України, МПК7 G01N 11/10. Віскозиметр. №2003109671; Заявл. 28.10.2003; Опубл. 15.09.2004, Бюл. №9. 7. Cambridge Viscometers: Accurate, Reliable and Proven Fluid Viscosity Measurement Technology [Электронный ресурс] / www.cambridgeapplied.com. 8. Нікольський В.В. Деклараційний патент України, МПК7 G01N 11/10. Віскозиметр. №200500629; Заявл. 24.01.2005; Опубл. 15.07.2005, Бюл. №7. Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 6 9. Лавриненко В.В., Карташев И.А., Вишневский B.C. Пьезоэлектрические двигатели. - М.: Энергия, 1980. - 112 с. 10. Piezoelectric Ceramics, Piezo Actuators, Piezo Motors, PZT Ceramics, Piezo Assemblies, Piezo Transduser [Электронный ресурс] / www.piceramic.de. 11. Коваль B.C., Лавріненко В.В., Тишко О.О., Хорунжий В.М. Деклараційний патент України, МПК7 H02N 2/00, H01L 41/09. П'єзоелектричний двигун та спосіб його виготовлення. №20031110176; Заявл. 11.11.2003; Опубл. 15.09.2004, Бюл. №9. 12. Щербаков В.И., Грездов Г.И. Электронные схемы на операционных усилителях: Справочник. - К.: Техніка, 1983. - 213 с. 13. Справочник судового механика: в 2 т./ Под общей редакцией Л.Л. Грицая. - М.: Транспорт, 1973. - 696 с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601