感应式旋转粘度计制造技术

一种感应式旋转粘度计，由旋转驱动、粘度测试、控制检测三部分组成，旋转驱动部分与一般电度表相同，包括电流线圈、电压线圈和转盘；粘度测试部分包括液槽和倒置其中的切液部件，切液件由旋转驱动部分的转轴带动，液槽中的被测液体对旋转起制动作用，当运动平衡时，电流线圈的电流与液体的切应力成正比，转盘转动频率与切变率成正比，从而得出液体粘度。仪器结构简单，测试重现性好、精度高，特别适用于血液粘度的测量。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种粘度计，特别是一种采用感应式旋转法测试血液粘度的粘度计。现有粘度计，特别是血液粘度计，主要有毛细管式和旋转式两种，虽然其各有特点，但也各有难以克服的固有缺点，毛细管式粘度计的缺点是其测试后清洗困难，以致影响测试结果的重现性；旋转式粘度计的缺点是工艺复杂，难以保证测试的精度要求。传统旋转式粘度计的测量系统通常由旋转驱动和力矩检测两部分所组成。它们分别位于相对运动的两个旋转体(同心圆筒或锥一板)的两侧。工作时驱动机构带动动侧旋转体作等速旋转，其驱动力矩通过存在于二旋转体之间的粘性被检测介质传递到静侧旋转体上，并被安装在那里的力矩检测装置所检测。在上述传统的系统结构中，为达到一定的整机精度，就要求驱动和测量部分同时达到相应的精度要求。从目前的技术水平来看，宽范围高精度的速度调节系统的实现并不太困难，但力矩的测量相比之下要困难得多，整机的精度因此而受到影响，测试的精度和重现性自然也难于达到要求。本技术的目的是提供一种感应式旋转粘度计，其工艺简单、精度和重现性都能满足粘度测试的要求，特别是能满足血液流变学测试血液粘度的各项要求。本技术粘度计的技术方案与传统旋转式粘度计不同，即将传统的给定转速而测定力矩的方法改为给定力矩而测定转速的方案。从系统实现的角度来看，转速测量较力矩测量要容易得多，因此在新方案中整机精度将主要取决于力矩给定的精度，而在这方面感应式电度表的表盘驱动提供了相当成功的经验可以借鉴。已知，感应式电度表包括两个固定铁心线圈和一个活动转盘，当两个线圈，即电流和电压线圈通过交流电时，在转盘上感应产生电磁力，从而产生转动力矩Mp使电度表的转盘转动。在两线圈之间设有一制动元件(磁铁)，用以当转盘旋转时产生与转盘转动方向相反的力矩，即制动力矩Mr。当制动力矩Mr与转动力矩Mp相平衡时，即Mr＝Mp时，电度表的转盘就保持稳定的转速不断地旋转。根据这一平衡条件，即可得出在一定时间内转盘的转数(或转速)与电能之间的关系。利用上述工作原理，将被测液体作为制动(阻尼)物质，代替电度表中的制动磁铁，使对旋转的转盘产生制动(阻尼)作用，当达到平衡状时，转盘的转速和所耗电能即反映了液体粘度的大小。感应式旋转粘度计的原理结构如附图说明图1、4所示，在旋转的铝盘上作用着两个力矩，一个是电磁铁产生的转动力矩，一个是被测介质产生的制动力矩。转动力矩由两个电磁铁产生，两个电磁铁线圈分别通以相位差为90°的正弦交流电流I1和I2时，两线圈产生的交变磁通均穿过铝盘在盘中产生相应的感应电流，这些感应电流与交变磁场相互作用而形成驱动力矩。记该力矩的平均分量(铝盘的惯性使其只能响应驱动力矩的平均分量)为Mav，根据电工学原理可得Mav＝KI(1)其中I＝I1，K＝K′I2，而K′是一与磁路有关的结构常数。检测时若控制I2恒定不变，则上式中的K就是常数。从而通过改变电流I就能方便地给定驱动力矩Mav。在Mav的作用下铝盘带动转筒(见图4)转动，由于被测介质的粘性阻力，转筒将受到制动力矩Mc的作用，其大小与介质粘度和转筒转速成正比，稳定时，转动力矩Mav与制动力矩Mc平衡，记转筒转速为N，则有Mav＝Mc(2－1)N＝1／T(2－2)其中T为铝盘转动周期，可利用一般转速测定方法进行测量。根据流体力学原理，被测介质的表观粘度Mapp可由平衡时的转动周期T和力矩Mav求得，以同心圆筒粘度计(如图4)为例，其表观粘度可表式为μapp＝ ((Rc2-Rb2))/(82LRc2Rb2) Mav·T＝Kv·Mav·T (3)其中Kv是一与同心圆筒几何结构有关的仪器常数。从原理上看，(3)中的Mav是给定量，而T是被测量，因此适合于给定切应力条件下的粘度测量。由于Mav直接受控于电流I(式1)，所以也很容易在计算机的控制下，通过调整Mav将周期T稳定于任意的给定值上，从而实现给定切变率条件下的粘度测量，而后者更符合临床的实验要求和惯例。本技术感应式旋转粘度计的结构包括旋转驱动、粘度测试、控制检测三个部分；旋转驱动部分包括机架，以及装设在其中的电流线圈、电压线圈和一转动部件；电流线圈和电压线圈产生相互正交的交变磁通，以提供驱动力矩；所述转动部件为一设置在两线圈之间的铝制圆盘，以及由该圆盘带动的转轴，该转轴的下端装配在设于前述机架的底部中心处的宝石轴承上；粘度测试部分装设在旋转驱动部分的机架上部，包括一开口向上的液槽(或血槽。以下统称液槽)用以容装被测液体(或血液。以下统称液体)；一同轴地放置在该液槽内并与其相隔一定间隙的切液部件(或切血部件)，所述液槽和切液部件之一固装在所述驱动部件的转轴上，可被转轴带动而旋转，另一件固定装设在所述机架上，两者可作相对旋转运动；控制检测及电路部分，包括在所述转盘的周缘开有通孔，在与通孔相对应的位置上装设有光耦测速器，输出转速信号；一控制检测器，具有两驱动单元，分别驱动电流和电压线圈，两驱动单元之一为设定电流可调，以提供不同的驱动力矩；还有一计算单元，接受上述转速信号及驱动电流信号而进行计算从而输出表示所测液体的粘度的信号本技术粘度计与现有其它形式的旋转粘度计相比，具有如下优点1、结构简单，成本低。2、检测头易于清洗，测试重现性良好。3、工艺性能好，重现性及测试精度容易保证。以下结合附图详细说明本技术的具体实施例。图1是本技术粘度计粘度测试原理图图2是本技术粘度计一实施例的结构示意图图3是图2所示本技术粘度计的另一种液槽结构示意图图4是本技术粘度计的另一实施例示意图。图5是本技术粘度计的控制测试系统示意图。本技术感应式旋转粘度计，如图2所示，由旋转驱动、粘度测试、控制检测三个部分组成。旋转驱动部分的工作原理和结构与一般常用电度表相同，包括机架1，以及装设在其中的电流线圈2、电压线圈3和一转动部件；两线圈的铁心可由硅钢片叠合而成；所述转动部件为一设置在两线圈之间的铝制圆盘4，以及由该圆盘4带动的转轴5，该转轴5的下端装配在设于前述机架1的底部中心处的宝石轴承6上，其上段具有一支承凸缘7，其上端为一顶尖8；粘度测试部分，如图所示，装设在旋转驱动部分的机架1上部，包括一托盖9，固定在机架1的顶部，前述转动驱动部分的转轴5的上段通过该托盖9的中心孔向上伸出；一坐设在所述托盖9上的液槽10，具有开口向上的环形槽11；一切液环13，呈倒置薄筒形，筒底部分放置在转轴5的支承凸缘7上，可随转轴5的旋转而转动，其圆筒部分插入液槽10的环形槽11内，并与之保持一定间隙；所述液槽10和切液环13皆同心套设在转轴5上；在液槽10和切液环13的外部罩套一定心罩14，其中心顶部装有一压母15，该压母15下可旋转地压顶着所述转轴5的顶尖8；本技术粘度计的液槽结构的进一步改进，如图3所示，在液槽10的内壁上再套设一液槽套12，目的是使液槽深度加深且槽缝减小，这种结构比图1所示的单一环形槽更易于加工和装配，且清洗方便，从而达到较高的信噪比和均匀的切变率。本技术粘度计的粘度测试部分的另一种结构形式，如图4所示，液槽20制成开口向上的圆筒形状，圆筒底装连在转轴25的顶端，转轴25上固设有一圆形铝盘24，故该圆筒状液槽20可在铝盘带动下旋转。在该圆筒状液槽20内部，同轴但不相接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应式旋转粘度计，包括旋转驱动、粘度测试、控制检测三个部分；旋转驱动部分包括：机架，以及装设在其中的电流线圈、电压线圈和一转动部件；所述转动部件为一设置在两线圈之间的铝制圆盘，以及由该圆盘带动的转轴，该转轴的下端装配在设于前述机架的 底部中心处的轴承上，粘度测试部分装设在旋转驱动部分的机架上部，包括：一开口向上的液槽，用以容装被测液体，一同轴地放置在该液槽内并与其相隔一定间隙的切液部件，所述液槽和切液部件之一固装在所述驱动部件的转轴上，可被转轴带动而旋转，另一件固定 装设在所述机架上，两者可作相对旋转运动；控制检测及电路部分，包括：在所述转盘的周缘开有通孔，在与通孔相对应的位置上装设有光耦测速器，输出转速信号；具有两路驱动单元，至少其中之一为驱动电流可调，以提供不同的驱动力矩。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈生，肖继昌，王顺义，
申请(专利权)人：陈生，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]