SU1286948A1 - Устройство дл определени поверхностного нат жени жидкости - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники и может найти применение при определении поверхностного нат жени  жидкости весовым методом. Целью изобретени   вл етс  повьппение точности определени . Весы содержат коромысло, систему электромагнитного силового уравно- .вешивани  с датчиком разбаланса,усилителем , компенсатором и отсчетным устройством. Подвеску с пробным коль- цом погружают в сосуд с испытуемой - жидкостью. Предметный столик дл  сосуда выполнен в виде подпружинен - ного корпуса, снабженного вертикальными цилиндрическими направл ющими. Через центральный палец и шарикоподшипник направл ющие взаимодействуют с профильным кулачком, имеющим радиус , вьтолненный по участку архимедовой спирали. Кулачок установлен на выходном валу редуктора электродвигател . Корпус сверху дополнительно снабжен регулируемой по высоте подпружиненной втулкой с площадкой дл  сосуда с исследуемой жидкостью. 2 ил. Н (Л

Description

ь

00 О)

4

сх

JO

)5

20

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике, в частности к устройствам определени  поверхностного нат жени  жидкости весовым методом.

Цель изобретени  - повышение точности определени  путем обеспечени  услови  равномерного движени  сосуда в области точки максимума нагрузки и уменьшени  ошибок определени  момег - та равенства нулю производной силы по перемещению.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - предметный столик вместе с кольцом

и сосудом дл  ЖИДКО.СТИ.

Устройство дЛ  определени  поверхностного нат жени  содержит коромысло 1, установленное с помощью опоры 2 на неподвижное основание 3 и снабженное концевой призмой 4 с подвеской

5, катушкой 6 с токоподводами 7, образующей совместно с магнитной системой 8 электромагнитный компенсатор 9, и флажок 10, вход щий совместно 25 с катушками 11 и 12 возбуждени  и съема сигнала в состав датчика 13 разбаланса.

Кроме того, весы снабжены аррети- рующими упорами 14, управл емьми через кулачок 15 и вал 16 от руко тки 17, а подвеска 5 снабжена пробным кольцом 18 заданного среднего диаметра антикоррозирующего материала , например платины, устанавливаемым на поверхность 19 испытуемой жидкости 20, наполн ющей сосуд 21, которьш установлен на предметном столике 22.

Предметный столик 22 состоит из корпуса 23, снабженного цилиндрическими направл ющими 24 и 25 и пружинами 26 и 27, -перемещаемого вверх- вниз к ч высоту h. относительно основани  3. Корпус 23 взаимодействует через центральный палец 28 и шарикоподшипник 29 с профильным кулачком 30, имеющим радиус г, выполненный по участку 31 архимедовой спирали

г Сер, где С - масштабный коэффициент , ср - угол поворота кулачка 30.

Кулачок 30 установлен на выходном валу 32 редуктора 33 электродвигател  34, имеющего посто нную скорость вращени  п об/мин const. Корпус 23 сверху дополнительно снабжен регулируемой по высоте hp втулкой 35 ,с пруткиной 36 и площадкой 37 дл  со- суда 2.1 с исследуемой жидкостью 20,

30

35

40

45

50

2

O

5

0

5

0

5

0

5

0

гайкой 38 с микрометренной подачей 39, фиксагшонным пальцем 40 и направл ющей планкой 41, вход щей в выемку . 42 пальца 40.

Датчик 13 разбаланса подпитываетс  высокочастотным сигналом (fg, - 0,5 мГц) от генератора 43, а его выход 44 подан на усилитель 45, вырабатывающий уравновешивающий ток Ту; , поступающий через токоподводы 7 в катушку 6 компенсатора 9 и на опорный резистор 46, с которого снимаетс  выходной сигнал U| на отсчетное устройство 47 типа цифрового вольтметра,, проградуированного непосредственно в единицах силы.

Выход 48 отсчетного устройства 47 подан на первый вход 49 блока 50 дифференцировани  функции, на второй вход 51 которого подан сигнал U от электродвигател  34, пропорциональный углу Q поворота кулачка 30 и перемещению h предметного столика 22.

Выход 52 отсчетного устройства 47 управл ет ходом и остановкой электродвигател  34, а его управл ющий вход I. --

53 св зан с выходом 54 блока 50 дифференцировани  функции.

Весы работают следующим образом, 3 исходном положении профильный кулачок 30 при остановленном электродвигателе 34 развернут в. положение максимального радиуса. При этом положении путем вращени  гайки 38 с микрометренной подачей 39 производитс  подъем на заданную высоту h подпружиненной втулки 35 с площадкой 37, на которой установлен сосуд 21 с исследуемой жидкостью 20, до тех пор, пока пробное кольцо 18 не л жет на ее поверхность 19,

В результате действи  силы поверхностного нат жени  жидкости F подвеска 5 наклон ет коромысло 1 и его флажок 10, разбалансирует датчик 13 разбаланса, вызыва  по вление на усилителе 45 уравновешивающего тока 1, возвращающего с помощью компенсатора 9 коромысло 1 в исходное положение.

При по влении промежуточных показаний на отсчетном устройстве 47, которые  вл ютс  начальными и в дапь- нейших оценках не участвуют, производитс  запуск электродвигател  34, который через редуктор 33 и вал 32 вращает профильный кулачок 30 в сторону уменьшени  радиуса r,,ц .

При этом шарикоподшипник 29 взаимодействует с участком 31 архимедовой спирали г Сq кулачка 30, в ре- зультате чего центральный палец 28 j перемещает подпружиненный корпус 23 по направл ющим 24 и 25 вниз, уменьша  рассто ние h-(.- h.;, .

Поскольку электродвигатель 34 имеет посто нную скорость вращени  п об/мин const, то приращение Atf угла поворота вала 32, а значит и пропорциональные им приращени  хода ЛЬ корпуса 23 и радиуса кулачка 30 Ы Сьц), также пропорциональны текущему времени &-t работы двигател .

Корпус 23 вместе с установленными на нем втулкой 35, подпружиненной с помощью пружины 36, площадкой 37 и сосудом 21 с исследуемой жидкость 20, на поверхности 19 которой нахо- дитс  пробное кольцо 18, перемещаетс  вниз до тех пор, пока вследствие образовани  шейки отрыва жидкости 20 от кольца 18 производна  от измер емой силы поверхностного нат - жени  по перемещению лЬ, а вследствие пропорциональности и производна  силы РПОД по времени ut не будет равна нулю, т.е.

, j А РПОЬ &h и t

К dF

пов

d t

0,

где К - коэффициент пропорциональности .

Блок 50 дифференцировани  функции подключенный к отсчетному устройству 47, в момент равенства нулю производной от силы поверхностного нат жени 

dFnoe

noe ° времени t - ..

О, дает

команду на запоминание (вход 53 от- счетного устройства) полученного значени  , которое и  вл етс  мерой поверхностного нат жени  испытуемой жидкости 20,I ,

При необходимости многократных измерений цикл измерени  повтор етс : кулачок 30 устанавливаетс  в исходное .положение путем, например, запуска электродвигател  34, с помощью айки 38 с микрометренной подачей производитс  подъем подпружиненной

5 0

20 30

, 35

40

45

50

втулки 35 и сосуда 21 с жидкостью 20 до касани  с кольцом 18 и т.д.

Калибровка отсчетного устройства 47 в единицах сил (миллиньютонах) - производитс  с помощью эталонных грузов , вес которых известен, либо косвенными способами с помощью жидкостей , посто нные которых известны с высокой точностью, например.дистиллированной воды.

При необходимости оценки сил поверхностного нат жени  относительно длины сцеплени  с кольцом, т.е. в мН/м, показани  отсчетного устройства 47 дел тс  на удвоенную длину средней окружности кольца- 18, равную 1ср 27d, где dx - средний диаметр кольца 18, м, . р

Claims (1)

1. пов/мин 2- d Формула изобретени 

   Устройство, дл  определени  повер - ностного нат жени  жидкости, содержащее предметный столик с сосудом дат  жидкости, задатчик перемещени  предметного столика с электродвигателем и профильным кулачком, установленным на выходном валу электродвигател , коромысловый чувствительный элемент, на котором подвешено пробное кольцо, погруженное в сосуд дл  жидкости, и соединенные между собой системы электромагнитного зфавно- вешивани  коромыслового чувствительного элемента, и система регистрации скорости изменени  нагрузки и управлени  работой электродвигател , о т- личающеес  тем, что, с целью повьшгени  точности определени , предметный столик выполнен . в виде подпружиненного корпуса, снабженного снизу центральным пальцем, который взаимодействует через шарикоподшипник с профильным кулачком, имеющим радиус , выполненный по участку спирали Архимеда, причем подпружиненный корпус сверху- снабжен регулируемой по высоте подпружиненной втулкой с площадкой дл  сосуда.

   J

   2

   5

   IK

   51

   физ. J

   фиг. 2