[发明专利]用流变仪检验试样的方法以及流变仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用流变仪检验试样的方法。此外，本发明涉及一种按权利要求4前序部分所述的用于实施所述方法的流变仪。

背景技术

旋转以及振荡流变仪是例如在旋转试验、蠕变试验、松弛试验以及振荡试验中用于确定粘弹性的试样的流变特性的仪器。在此，不仅能够检查液体的流变特性，而且能够检查固体的变形特性。实际上的试样通常显示出弹性和塑性特性的组合。如也在按本发明的情况下一样，将有待检查的试样材料置入两个测量部件之间的测量空间中并且借助于测量部件的高度调节以及相应的传感器来调节或者说确定缝隙高度。将上面的或者下面的测量部件置于围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转的运动之中，并且通过测量部件的相对扭转使试样经受剪切载荷。在此，不仅旋转的运动而且旋转振荡的运动都是可以的。所述测量部件可以具有不同的几何形状；将例如板-板-测量系统、同心的柱体测量系统、锥体-板-测量系统以及用于不同的应用领域的特殊装置例如用于测量扩散或者结构材料的固定特性、电子流变测量等都是已知的。

用设计用于驱动以及扭矩确定的马达或者也通过两个相互分开的用于驱动/旋转或者扭矩确定的马达单元可以进行扭矩确定，所述马达单元分别配属于测量部件之一。

通常通过电动马达的电流消耗来进行扭矩测量。根据所使用的马达或者说设备型号，以下公式适用于扭矩M：

M＝c₁.I或者M＝c₂.I²

其中c₁或者说c₂是设备专有的常数。

图1和1a示出了两种已知的具有不同结构的流变仪装置。有待测量的试样19处于两个测量部件1a和1b之间的测量缝隙1中，所述测量部件相互间以指定的距离1确定缝隙高度。两幅图示出了板-板-测量系统；可以使用每种任意的变型方案，例如锥体-板-测量系统、柱体系统或者多种多样的应用的修改方案；在结果分析中相应地只需考虑几何形状数据。可以简单地借助于测量体接合器31固定以及变换相应的测量部件；必要时在测量体上保存几何形状数据以及校验数据，并且在此能够将几何形状数据以及校验数据自动地传输给分析单元。

图1示出了具有分开的用于驱动以及测量扭矩的装置的流变仪。驱动马达2a使得下面的测量部件1b旋转地或者振荡地运动，而在上面的测量部件1b上起作用的扭矩通过单独的扭矩传感器4求得，更确切地说借助于测量马达2b关于轴3b。在此，调节到上面的测量部件1a的静止位置上，并且作用的扭矩由此与马达2b的电流消耗成比例。

图1a示出了具有组合的驱动以及测量装置的流变仪。所述组合马达2驱动尽可能无摩擦地得到支承的驱动以及测量轴3，该驱动以及测量轴支承在空气轴承5中并且承载着上面的测量部件1a。马达2同时是用于扭矩的测量值传感器，因为该测量值传感器求得由其消耗的电流作为用于扭矩的测量值。位置传感器4例如角度编码器确定了测量轴3的旋转角度。在上面的测量部件1a和下面的测量部件1b这里是板-板-测量系统之间，试样19处于测量缝隙1中。

组合的驱动以及测量马达-CMT(combined motor transducer(组合的马达传感器))使测量以及驱动轴3旋转。位置传感器4测量旋转角度或者说时间并且由此测量转速。

轴承5基本上包括固定在三脚架上或者说固定在壳体上的定子51以及可旋转地支承在该定子中的转子座圈或者说轴承座圈40，该转子座圈或者说轴承座圈与测量轴3或者说与轴3b固定连接。所述轴承座圈40用于承受作用到轴3或者说3b上的轴向载荷尤其是轴以及测量部件的重量并且借助于通流的空气相对于定子51得到支撑。没有示出供给装置以及用于空气的输入和输出管道。使用其它尽可能无摩擦的轴承例如磁性轴承是可以的并且与空气轴承的使用来说是等值的。

在按图1a的实施方式中，在空气轴承上设置法向力传感器6。在按图1的实施方式中，在测量部件1b上设置法向力传感器7。由分析以及控制单元8感测所有测量传感器并且分析测量信号。在按图1a的具有组合的驱动以及测量装置的流变仪以及按图1的具有分开的用于驱动以及测量的装置的流变仪中，为了确定有待检验的物质的流变学上的特征参数，已知作用在轴上的扭矩与马达的通过校正的供给参数之间的关系并且在分析单元8中提供该关系。