[发明专利]一种单圆筒旋转式粘度仪

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程中流体粘度测试装置，具体为能够快速检测流体粘度并实时数据显示的一种单圆筒旋转式粘度仪。

背景技术

粘度是流体的重要物理性质和技术指标之一,随着工业生产和科学研究工作的发展,测定流体物质的粘度或流动性，已成为一项必不可少的物质试验，它在生产环节的质量控制以及最终产品的性能评定中都有着重要的地位，对鉴定产品质量、寻求最佳生产工艺及研制新产品都起着举足轻重的作用。因此，在工业生产和基础科学中，利用粘度仪来测量粘度及掌握粘流态的性能规律是非常重要的。

目前国内外测量粘度的方法主要有毛细血管法、旋转法、落体法、粘度杯法及振动法等，针对每种方法都有相应原理的粘度计应用于实际，如毛细管粘度计、旋转粘度计、恩格勒(Engler)粘度计、雷德伍德(Redowood)粘度计、赛波特(Saybolt)粘度计、扭转振动粘度计及振动片粘度计等。

长期的实际应用中不同类型粘度计都或多或少的暴露出各自的缺点，如毛细管粘度计使用过程中介质容易附着在毛细管上从而影响其正常测量，因此需要频繁地维护，既干扰生产现场又加大了运行成本，更重要的是，毛细管粘度计只适用于牛顿流体在均匀的圆直管中做层流时的测量；旋转粘度计是最常用的工业测量用粘度计，适用于牛顿流体和非牛顿流体，但是所需的硬件设备较多，结构复杂，价格昂贵；落体法测量粘度虽然简便易行，但是仅限于简单测定粘度较高的液体，而且测量精度相对较低；粘度杯法测量粘度同样面临测量精度低等问题，目前主要用于工厂或实验室等作粗略的粘度分析。

发明内容

本发明为了解决现有粘度计存在测量范围受限、测量精度低、价格昂贵且结构复杂需定期维护的问题，提供了一种单圆筒旋转式粘度仪。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种单圆筒旋转式粘度仪，包括开口向右的U型机架，U型机架的下壁表面设置有数据处理系统、水平调整仪、操作面板及面板控制系统，U型机架的上壁固定有导向杆，导向杆上设置有上下滑动于其上的导向块，且导向杆的上端固定有连接支架，连接支架上方设置有减速步进电机，减速步进电机的输出轴上连接有穿过连接支架和导向块的丝杠，丝杠下端和上部均设置有与U型机架和连接支架连接的轴承，丝杠下部套有与导向块连接的丝杠螺母副，连接支架和U型机架上壁右端均设置有行程开关；导向块的后端固定有密封筒体，密封筒体上端设置有步进电机，密封筒体内设置有弹性空心轴，弹性空心轴的上下两端均固定有相邻一侧直径大于相背一侧直径的阶梯轴，步进电机的输出轴与位于上侧的阶梯轴连接，位于下侧的阶梯轴上连接有可更换转子，两阶梯轴的阶梯面上均固定有码盘，密封筒体内壁设置有插接在每个码盘上的光电传感器。

单圆筒旋转式粘度仪工作前，先将盛有适量待测粘性液体的容器放置在U型机架下壁的上表面上，观察水平调整仪并适当调整装置至处于水平状态，操作控制面板，驱动减速步进电机工作，带动丝杠转动，驱动导向块沿导向杆上下移动，进而带动可更换转子缓慢深入待检测液体中，观察液面到达转子上指定刻度线处为止，在此过程中可以通过控制减速步进电机处于不同转速以作精确调整，若此过程出现误操作导致测量装置位置超出测量范围，触动行程开关会导致系统报警提示，避免危险情况发生；当可更换转子移动至指定位置后，通过操作面板启动步进电机，可更换转子在旋转的反方向上产生扭矩，把扭矩信号传递给码盘的转角差，而码盘的转角差可通过数据处理系统将采集到的两个光电传感器发出的脉冲数差值进行处理，计算出被测物质的粘度，通过操作面板显示出来。克服了现有粘度计存在测量范围受限、测量精度低、价格昂贵且结构复杂需定期维护的问题。

本发明结构设计合理可靠，通过自制数字扭矩传感器进行扭矩信号的检测，使用步进电机作为动力源直接与扭矩传感器相连从而在大范围内任意调整粘度计的转速，没有转速档位限制，而且可通过面板操作驱动步进电机实现测量装置的自由升降，实现准确控制转子进入液体的深度，大大简化了物理量的测量，具有测量准确、操作简便、测试范围广泛，数据储存、实时显示的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-U型机架，2-数据处理系统，3-水平调整仪，4-操作面板，5-面板控制系统，6-导向杆，7-导向块，8-连接支架，9-减速步进电机，10-丝杠，11-轴承，12-丝杠螺母副，13-密封筒体，14-步进电机，15-弹性空心轴，16-阶梯轴，17-可更换转子，18-码盘，19-光电传感器。

具体实施方式

一种单圆筒旋转式粘度仪，包括开口向右的U型机架1，U型机架1的下壁表面设置有数据处理系统2、水平调整仪3、操作面板4及面板控制系统5，U型机架1的上壁固定有导向杆6，导向杆6上设置有上下滑动于其上的导向块7，且导向杆6的上端固定有连接支架8，连接支架8上方设置有减速步进电机9，减速步进电机9的输出轴上连接有穿过连接支架8和导向块7的丝杠10，丝杠10下端和上部均设置有与U型机架1和连接支架8连接的轴承11，丝杠10下部套有与导向块7连接的丝杠螺母副12，连接支架8和U型机架1上壁右端均设置有行程开关13；导向块7的后端固定有密封筒体13，密封筒体13上端设置有步进电机14，密封筒体13内设置有弹性空心轴15，弹性空心轴15的上下两端均固定有相邻一侧直径大于相背一侧直径的阶梯轴16，步进电机14的输出轴与位于上侧的阶梯轴16连接，位于下侧的阶梯轴16上连接有可更换转子17，两阶梯轴16的阶梯面上均固定有码盘18，密封筒体13内壁设置有插接在每个码盘18上的光电传感器19。