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懸絲式外旋粘度計的制作方法

時間:2023-11-04    作者: 管理員

專利名稱:懸絲式外旋粘度計的制作方法
技術領域
本實用新型涉及一種粘度測量,特別是由懸絲為靈敏感測元件的外旋式粘度測量裝置。
目前現有的技術中,懸絲式外旋粘度計一般由懸絲,阻止懸絲運動的反饋機構,測試頭,樣品池,轉臺,調速馬達組成。這種粘度計精度非常高且非常靈敏,甚至可測量氣體粘度。懸絲是其核心的靈敏元件,儀器的精度完全取決于懸絲的精度。在使用時,懸絲兩端固定,加一預緊張力,以保證懸絲及其上懸掛的零件在儀器中有相對固定的空間位置,并只允許在水平方向扭轉。這就是要求懸絲首先具有一定的彈性,以抵抗預緊張力、感應微小的扭轉變形;其次它應有一定的強度,用來承受懸掛在其上零部件的重量。但這幾點是相互制約的,一般懸絲越細其產生彈性變形就越容易,其對扭矩就越敏感,但強度會隨之降低。通常懸絲采用的材料有磷青銅,鈹青銅,鉑銀合金,鉑鎳合金,石英等。這些材料的彈性模量較大,在扭轉時,會產生較大內耗。為解決上述問題,目前采用的方法一是把懸絲截而制成矩形,因在彈性力矩相同的條件下,矩形剖面比圓形剖面有較大的面積,允許其懸掛較重的運動部分;另一方面是研制性能更好的合金材料,提高改進加工處理工藝。懸絲的加工是一個國際性的難題,因此懸絲式粘度計雖然有很多優點,但也存在價格高,且懸絲不易加工,易損壞的不足,故實際產品中尚未被廣泛應用。
本實用新型的目的是提供一種改進的懸絲式外旋粘度測量裝置,它能有效解決懸絲式外旋粘度計價格高,懸絲不易加工,易損壞的不足。
本實用新型是這樣實現的用一種多股纖維制成的懸絲作為懸絲式外旋粘度計的靈敏元件。這種懸絲由兩部分構成,內層為抗拉伸多股纖維,外層由金屬或非金屬絲沿多股纖維軸向緊密排繞獲得,起保護作用。纖維具有彈性極限大,彈性模量低的特性。對單根纖維來講,輕微的外力就會使其產生彈性變形,對扭矩非常靈敏,但它很細,非常易損壞。采用多股纖維及保護層,解決了這個問題。拉伸彈性變形時,每根纖維都受到相同的拉應力,其抗拉強度與纖維根數成正比,多股纖維可有效地提高懸絲的抗拉強度;扭轉彈性變形時,多股纖維橫截面上任意點處的剪應力與該點到圓心的距離成正比,由于纖維與纖維之間是相互獨立的,且存在間隙,故最初的扭轉變形只發生在少數最外層纖維上。由于纖維間存在間隙,最初發生扭轉變形時可不考慮其間的摩擦力。扭力的大小等于每根纖維扭轉所需的力乘以參與變形的纖維根數。因此其對扭矩非常靈敏,這是部分纖維作用的結果。故多股纖維對扭矩的靈敏度與纖維的根數關系不大。金屬或非金屬保護層,加強了多股纖維的整體性,有效地防止了單根纖維的損壞。在懸絲張緊狀態時,金屬絲或非金屬絲排繞層亦被拉伸,形成長徑比很大的螺旋彈簧,它對扭矩亦靈敏。這種材料特性和結構特點保證這種懸絲即結實又靈敏。這種懸絲工作時所加的預緊張力可由撥動其產生的音頻確定,無需專門測量設備。
本實用新型只需在原有設備上用多股纖維制成的懸絲代替傳統的懸絲,并對張緊裝置稍加改動即可,結構非常簡單。同時由于改變了傳統懸絲的材料,故避免了傳統懸絲的強度和靈敏度相互制約的矛盾,省去了復雜的加工過程,降低了成本。另外由于合成纖維技術非常成熟,其價格較低;金屬絲排繞工藝亦非常成熟,故用這種方法制成的懸絲工藝簡單、成本低、性能好、壽命長。用這種懸絲為靈敏元件生產的粘度計非常靈敏,無易損件,易于在實際中應用。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1是多股纖維懸絲的結構圖圖2是用多股纖維懸絲做靈敏元件的粘度計示意圖圖1所描述的結構多股纖維(1),其外層緊密排繞金屬絲或非金屬絲(2)這種結構使多股纖維整體性好,不易被劃傷、損壞,并保證其在張緊并懸掛必要零部件后,在撥動時仍有較好的音頻效果,以確定其張緊力。
下面結合圖2詳細說明本實用新型提出的具體裝置的細節工作情況。
該裝置包括調整螺絲(1),懸絲上支撐(2),固定板(3),懸絲(4),套筒(5),套筒(5)懸掛在懸絲(4)上,套筒(5)上有線圈(6),磁鋼(7)與線圈(6)共同作用,把扭矩轉換成電信號,測試頭(8)與套筒(5)相連。樣品(10)加在液池(9)中,液池(9)套在轉臺(11)上,轉臺(11)由馬達(12)驅動。
測量時,馬達(12)帶動轉臺(11)、液池(9)旋轉,提供切變率,測試頭(8)感測樣品(10)傳遞來的粘性力矩,使套筒(5)有運動的趨勢,線圈(6)和磁鋼(7)共同作用,平衡粘性力矩,使測試頭(8)保持靜止,由此產生的電信號便可計算出樣品(10)的粘度值。
懸絲(4)張緊程度可由撥動其產生的音頻確定,張力的大小可由調整調整螺絲(1)實現。
權利要求1.一種懸絲式外旋粘度計由懸絲,阻止懸絲運動的反饋機構測試頭,樣品池、轉臺、調速馬達組成,懸絲采用磷青銅,鈹青銅,鉑銀合金,鉑鎳合金等材料,其特征在于懸絲的結構形式為多股纖維,多股纖維制成的懸絲其外層有用金屬或非金屬絲排繞獲得的保護層。
專利摘要本實用新型提供了一種懸絲式外旋粘度測量裝置,屬粘度測量的技術領域。其對扭矩靈敏的感測元件為懸絲,這種懸絲由多股纖維制成,可有效地解決以往懸絲強度與靈敏度之間的矛盾,并降低了制做成本。這種多股纖維制成的懸絲張緊力可由撥動其產生的音頻確定。
文檔編號G01N11/10GK2274769SQ9620745
公開日1998年2月18日 申請日期1996年4月5日 優先權日1996年4月5日
發明者岳燕達 申請人:岳燕達

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