粘度計的製作方法
2023-11-11 05:22:22 1
專利名稱：粘度計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種粘度計，尤其是工業生產線上用於測量和控制的粘度計。
粘度計是一種通用測量儀器，用來連續測量工業生產流程中各種牛頓型液體的絕對粘度和非牛頓型液體的表觀粘度。可用於醫藥明膠，樹脂，油漆，化纖，礦物油，粘膠，糖漿，絕緣材料等工業生產線。在現有技術中，此類粘度計一般都是旋轉式粘度計，主要由轉子，測量外筒，同步電機，變速機構，信號檢測系統和數顯裝置等組成。同軸轉子與測量外筒組成液體粘度的傳感系統，轉子的旋轉運動由同步電機通過變速機構傳遞。當轉子以某一轉速旋轉時，因外筒固定，液體受到剪切而產生粘滯力，此力作用於轉子表面而使轉子受到粘滯力矩作用。若要使轉子繼續保持勻速轉動，則需外加一個平衡力矩。測量此平衡力矩，便可測得液體的粘度值。平衡力矩由設在儀器內部的測量遊絲提供，經角度—數字轉換器及信號檢測與放大單元，將信號輸給微電腦信號處理單元，而後在數字顯示單元上直接顯示被測液體的粘度值。通過變速機構而改變其量程，以滿足不同的測量要求。但是，現有粘度計的準確性，穩定性和可靠性以及抗幹擾等方面都還存在一定問題。而且，粘度計只有測量功能，沒有控制功能。因此，不能很好地滿足工業生產線自動控制的要求。
本實用新型的目的就是為了提供一種集測量，控制和執行於一體，結構簡單，性能穩定可靠，抗幹擾好，使用壽命長的新型粘度計。
為實現上述目的，本實用新型解決技術問題的方案是在現有技術的基礎上，電氣方面增加了控制板和執行板。控制板主要由誤差測試和計時電路等構成，執行板由光電隔離器和固態繼電器等構成。控制板選用專用集成電路，利用硬體代替軟體來完成各種控制功能。在它的控制下，測量部分定期測量並把測量結果送到顯示部分顯示出來，計時部分進行計時，達到規定時間後執行板動作，完成一定時間的加水；誤差測試對測量過程中一段時間內粘度值比設定值高的誤差進行測量，並求出測量時間內的平均誤差。根據平均誤差的大小，對計時電路設置不同的加水時間，由計時電路發出控制信號，通過光電隔離器，驅動固態繼電器，使電磁閥打開，進行定時加水，使加水更加合理。機械方面，根據不同用戶的使用要求，選用不同轉速的恆速電機和不同剛度的遊絲以及改變轉子的外形尺寸來滿足用戶的不同使用要求；採用精密滾珠軸承取代現有的寶石軸承，電機，小軸及內外環的同軸定位由兩層隔板定位改為單層隔板定位，並去掉了檢測部分的軸套，電機與檢測部分採用光孔定位聯接，並由硬性聯接改為十字軸聯接。
採取上述技術措施後，與現有技術相比，本實用新型取得了明顯的效果1.由於機械部分去掉了容易磨損的變速機構和易損的寶石軸承，提高了粘度計的使用壽命，降低了故障率。同時，也提高了整機的抗震性能和耐衝擊能力。採用單層隔板定位，並去掉了檢測部分軸套這個磨擦環節以及因加工不良而帶來的誤差，從而提高了粘度計的準確性。因此，粘度計結構設計簡單、合理，整機性能穩定可靠。
2.採用專用集成電路和光電隔離技術後，消除了幹擾源，從而極大地提高了粘度計的抗幹擾能力，保證了長期穩定地工作。
3.電氣部分增加了控制板和執行板後，使粘度計集測量、控制和執行於一體，使之成為一個完整的測量控制部件。同時，又能根據平均誤差大小，設置不同的加水時間，使之加水更加合理。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
圖1為本實用新型粘度計結構圖；圖2為本實用新型粘度計測量組合結構圖；圖3為本實用新型粘度計控制電路和執行電路原理圖。
由圖1可知，本實用新型粘度計主要由轉子[16]、電機[4]、測量組合[5]、測量板[1]、控制板[2]和執行板[3]等組成，選用不同轉速的恆速電機[4]和不同剛度的遊絲[13]以及改變轉子[16]的外形尺寸，可以滿足不同用戶的使用要求。從圖2可以看出，電機[4]與測量組合[5]採用光孔定位，十字軸聯接，電機[4]的輸出軸為十字頭[6]，測量組合[5]的輸入軸為槽形頭[7]。測量組合[5]的上盤[9]和外環[10]通過滾珠軸承定位在隔板上，小軸[11]通過上下兩個滾珠軸承定位在外環[10]的上下兩個孔內，內環[14]與小軸[11]同軸，與外環[10]用軸承相聯接。這樣，電機[4]帶動上盤[9]和外環[10]轉動，外環[10]通過遊絲[13]帶動小軸[11]和內環[14]轉動，由於轉子[16]上的粘度產生了磨擦力矩，使上盤[9]和下盤[12]產生一個相對轉角。這個轉角通過光電傳感器變換成時間的電信號，控制計數器在這段時間內計數。這樣，該轉角就變成數字量，用數碼顯示器件顯示出來。電機[4]每轉一圈，就測量一次粘度值，並用數字顯示出來。控制板[2]主要由四塊二進位計數器40193(JC12～15)組成的誤差測試電路和二塊40193(JC16、JC17)組成的計時電路以及雙D觸發器4013(JC21A、B)門電路4001(JC18A～D，JC19A～D，JC20A～D)等專用集成電路構成，利用硬體代替軟體完成各種控制功能；執行板[3]由光電隔離器GD101和固態繼電器241及三極體N2等構成(如圖3所示)。測量板[1]的輸出Q2、Q3接至控制板[2]或非門JC19B、C的輸入端，控制板[2]的雙穩態觸發器JC21A輸出Q作為加水信號經三極體N1接至執行板[3]光電隔離器GD101輸入端，執行板[3]固態繼電器241的輸出接至電磁閥，使之動作而進行加水。控制電路在來自測量板[1]的Q2、Q3信號的控制下進行工作，當粘度較高時，即Q2保持低電位時，通過或非門JC19B、C和與非門JC18B、C的邏輯關係，計數器JC12～15進行加計數，當粘度較低時進行減計數。這樣，計數器中累積了粘度的偏差值。同時，計數器JC16和JC17在Q2的作用下，通過或非門C20A～D的邏輯關係，對測量次數進行加計數，累計測量時間。當達到測量時間時，與非門JC18D一方面通過或非門JC19D觸發雙穩態JC21A，另一方面對JC16發出「置數信號」，由測量偏差的JC15的輸出對JC16進行置數，即由偏差的大小設置加水時間。雙穩態JC21A被觸發後，其輸出Q一方面作為加水信號送到執行電路，通過光電隔離器GD101及三極體N2後，推動固態繼電器241，使之接通AC220V，送到電磁閥使之動作而進行加水；另一方面，Q和Q使或非門JC20A～D改變邏輯關係，計數器JC16和JC17進行減計數。當計數器從置數減到零時，JC17的TCD(13腳)發出信號，對所有的計數器和雙穩態清零，停止加水，重新開始測量偏差和計時，新的一輪循環開始。這樣，使測量、控制和執行三部集於一體，使之成為一個完整的測量控制部件。同時，又能按要求的偏差與加水時間之間的關係進行加水，使加水更加合理。
本實用新型粘度計主要用於醫藥膠囊生產線，也可用於石油、化工等工業生產線。
權利要求1.一種新型的粘度計，主要由轉子[16]、電機[4]測量板[1]和測量組合[5]等組成，其特徵在於電機[4]與測量組合[5]採用光孔定位，十字軸聯接；測量組合[5]的上盤[9]和外環[10]通過滾珠軸承定位在隔板[8]上，小軸[11]通過上下兩個滾珠軸承定位在外環[10]的上下兩個孔內，內環[14]與小軸[11]同軸，與外環[10]用軸承相聯接；控制板[2]主要由四塊二進位計數器40193(JC12～15)組成的誤差測試電路和二塊40193(JC16、JC17)組成的計時電路以及雙D觸發器4013(JC21A、B)、門電路4001(JC18A～D、JC19A～D、JC20A～D)等專用集成電路構成，利用硬體代替軟體完成各種控制功能；執行板[3]由光電隔離器GD101和固態繼電器241及三極體N2等構成；測量板[1]的輸出Q2、Q3接至控制板[2]或非門JC19B、C的輸入端，控制板[2]的雙穩態觸發器JC21A的輸出Q作為加水信號經三極體N1接至執行板[3]光電隔離器GD101的輸入端，執行板[3]固態繼電器241的輸出接至電磁閥，使之動作而進行加水，使其集測量、控制和執行於一體，成為一個完整的測量、控制部件。
專利摘要本實用新型公開了一種新型粘度計,主要由轉子、電機、測量組合、測量板、控制板和執行板等組成,集測量、控制和執行於一體,使之成為一個完整的測量、控制部件,具有結構簡單、合理,整機性能穩定、可靠等特點。主要用於醫膠囊生產線,也可用於石油、化工等工業生產線。
文檔編號G01N11/10GK2286877SQ96241309
公開日1998年7月29日 申請日期1996年10月25日 優先權日1996年10月25日
發明者尹德成, 馮梅江, 汪興海, 宋長國, 左莉華 申請人:北京弘華機電新技術公司