专利名称：流体流变特性和粘度测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量仪，尤其涉及一种流体流变特性和粘度测量仪。
背景技术：
流体流变特性和粘度测量仪是一种测量各种流体流变特性的测量仪器，包括测量牛顿流体、非牛顿流体的表观粘度、假塑性流体、塑性流体、膨胀性流体等非牛顿液体的流变特性曲线。
流体流变特性和粘度测量是研究物质流体特性行为的一种方法。它是一种直接可获得的流体性质，产品研发人员可以根据这些流体性质做产品现象与行为的预测评估，并得出流变数据和产品行为关系。
目前，国内测量粘度的仪器已有多种，就其仪器本身结构而言，旋转粘度计测量原理基本一致，包含粘度测量传动装置、扭矩检测装置、数据处理装置，但现有旋转粘度计在测量精确性、功能上还有待完善。
由图l可见(图中1:同步电机2:减速齿轮3:刻度盘4:弹簧5:宝石轴承6:藕合器7:护架8:转子9:试液杯10:浸入标志11:指针12:手柄)同步电机经变速齿轮减速带动刻度盘、弹簧、指针、转轴、转筒一起做恒速旋转，试液的粘性力矩使弹簧偏转，转子及指针滞后于刻度盘一定的角度并与其同速旋转。试液的粘度越大，粘性力矩使转子、指针滞后于刻度盘的角度越大，通过读取刻度盘上的偏转角度可以线性换算得到试液的表观粘度值。此种设计方案存在诸多不足之处，第一采用同步电机驱动，此种电机靠交流电源供电，交流电源频率会影响同步电机的旋转速度，如50HZ的同步电机，在交流电源频率为60HZ的情况下，旋转
3速度的精度误差为16.67%，而表观粘度精度值跟旋转速度精度误差直接成正比。第二同步电机经过不同的齿轮减速，变换成不同的最终旋转速度。
机械齿轮传动机构复杂、可靠性差、长时间使用，容易磨损，从而影响粘
度测量精度。第三同步电机经过齿轮变换旋转速度，齿轮传动机构只能在几个固定转速下测定试验参数，不能无级变速，对于流体流变性质的测量，要求更多的剪切速率变换，此种结构略显不足。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种流体流变特性和粘度测量仪，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的
本发明包括 一个安装板；在所述的安装板上安置一个中心连接机构；在安装板的下方、中心连接机构上依次是宝石轴承机构和转子；还包括-在安装板上方、中心连接机构上依次是扭矩传感器、扭矩位移调整机构以及轴承机构；所述的轴承机构连接一个由高细分步进电机驱动电路驱动的步进电机；在所述的扭矩传感器的侧旁安置一个与电脑处理器控制系统相接的无接触光电传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是采用了高细分驱动步进电机作为传动机构，省却了齿轮传动机构，直接通过轴承机构、中心连接机构带动弹簧和转子旋转，结构更简单、无噪声、变速方便、可靠性好；采用
直流电源供电，交流电压频率变化不影响转速精确性，保证了测量粘度的准确性；无接触方式遥控仪器操作，保证仪器水平状态尽可能少受人为因素影响，保证测量准确性。
图1是现有技术中流体流变特性和粘度测量仪结构示意图；图2是本发明结构示意具体实施例方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述由图2可见本发明包括 一个安装板600;在所述的安装板600上安
置一个中心连接机构700;在安装板600的下方、中心连接机构700上依次是宝石轴承机构800和转子900;还包括在安装板600上方、中心连接机构700上依次是扭矩传感器500、扭矩位移调整机构400以及轴承机构200;所述的轴承机构200连接一个由高细分步进电机驱动电路300驱动的步进电机100;在所述的扭矩传感器500的侧旁安置一个与电脑处理器控制系统120相接的无接触光电传感器140;
所述的高细分步进电机驱动电路300的控制是通过一个电脑处理器控制系统120来控制；电脑处理器控制系统通过一个遥控器来控制实现的；
所述的电脑处理器控制系统120与液晶显示130和通讯接口 110相接；通讯接口 IIO外接微型打印机或者个人电脑。
本发明中轴承机构、中心连接机构带动扭矩传感器、宝石轴承机构和转子旋转，如果转子未受到流体的阻力，扭矩传感器与扭矩位移调整装置在同一位置；反之，如果转子受到流体的粘滞阻力，扭矩传感器产生扭矩与粘滞阻力抗衡，最后达到平衡，这时分别通过无接触光电传感器部分检测扭矩信号给16位微电脑处理器控制系统进行数据处理，最后在带夜视功能液晶屏幕上)显示流体流变特性相关数据。
高细分驱动步进电机做为主要传动部分，主要原理结构跟现有的粘度测试仪原理结构一样，但是本发明对比现有的结构，省去了机械齿轮，由步进电机直接带动中心轴旋转。
扭矩检测部分转子如果空转，转子没有受到任何液体的粘滞力，扭矩位移调整结构和扭矩传感器的指针位置在横向方向处于同一个位置；转子如果完全浸没在液体中，转子旋转将受到反方向的液体粘滞力，扭矩传感器发生偏转，产生与液体粘滞力反方向的平衡力，旋转几圈后，液体粘滞力与平衡力最终将达到平衡，扭矩传感器与扭矩位移调整机构形成一定的偏转角度不变，电机以恒定的转速带动扭矩传感器与扭矩位移调整装置连续旋转通过无接触光电传感器，扭矩传感器与扭矩位移调整机构成一定的偏转角，将依顺序通过无接触光电传感器，两者通过的时间差可以被微处理器中断方式探测到。由恒定的转速，偏转角通过的时间两个已知条件，可以算出偏转角度的大小，偏转角度的大小就代表了平衡力的大小，并成线性，只要简单的把偏转角度与平衡力做线性转换就可以换算出液体的表观粘度值。
无接触遥控操作部分步进电机旋转前，仪器上方有一个水平状态显示器，测量要求仪器一定处于水平状态，测量精度才能得到保证，如果仪器没有处于水平状态，转子与其它部件将处于偏心状态，转子测量液体粘度除了受到液体粘滞力的作用，还受到偏心力矩的作用，增加了偏心力矩的误差。本发明在此问题上的改进，除了保留原有的仪器面板操作方式，在面板上还增加了一套无线接收装置，用于接收外部的操作指令。仪器一旦调整为水平，测量操作将完全无接触控制。用户频繁触摸粘度计，导致粘度计的水平经常偏离的问题得到改善。
权利要求
1.一种流体流变特性和粘度测量仪，包括一个安装板；在所述的安装板上安置一个中心连接机构；在安装板的下方、中心连接机构上依次是宝石轴承机构和转子；其特征在于还包括在安装板上方、中心连接机构上依次是扭矩传感器、扭矩位移调整机构以及轴承机构；所述的轴承机构连接一个由高细分步进电机驱动电路驱动的步进电机；在所述的扭矩传感器的侧旁安置一个与电脑处理器控制系统相接的无接触光电传感器。
2. 根据权利要求1所述的流体流变特性和粘度测量仪，其特征在于所述的高细分步进电机驱动电路的控制是通过一个电脑处理器控制系统来控制；电脑处理器控制系统通过一个遥控器来控制实现的。
3. 根据权利要求1或2所述的流体流变特性和粘度测量仪，其特征在于所述的电脑处理器控制系统与液晶显示和通讯接口相接；通讯接口外接微型打印机或者个人电脑。
全文摘要
本发明涉及一种流体流变特性和粘度测量仪，包括一个安装板；在所述的安装板上安置一个中心连接机构；在安装板的下方、中心连接机构上依次是宝石轴承机构和转子；还包括在安装板上方、中心连接机构上依次是扭矩传感器、扭矩位移调整机构以及轴承机构；所述的轴承机构连接一个由高细分步进电机驱动电路驱动的步进电机；在所述的扭矩传感器的侧旁安置一个与电脑处理器控制系统相接的无接触光电传感器；本发明的有益效果是结构更简单、无噪声、变速方便、可靠性好；保证了测量粘度的准确性；无接触方式遥控仪器操作，保证仪器水平状态尽可能少受人为因素影响，保证测量准确性。
文档编号G01N11/10GK101655438SQ200810041858
公开日2010年2月24日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者洪 周, 李俊峰 申请人:上海尼润智能科技有限公司