專利名稱：數(shù)顯式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種測(cè)定液體粘度的儀器，特別是一種測(cè)定鉆井液及其相關(guān)流體的粘度的儀器。應(yīng)用于鉆井液實(shí)驗(yàn)室和鉆井現(xiàn)場(chǎng)，或應(yīng)用于有關(guān)鉆井液處理劑生產(chǎn)廠，測(cè)定鉆井液或有關(guān)流體的粘度，以保證有關(guān)處理劑或鉆井液的質(zhì)量。該儀器可以測(cè)定牛頓流體或非牛頓流體的表觀粘度、塑性粘度、靜切力和動(dòng)切力等技術(shù)參數(shù)，是鉆井及相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的一種測(cè)試儀器，對(duì)于有關(guān)的科研和生產(chǎn)具有重要作用。
背景技術(shù)：
當(dāng)前在鉆井液技術(shù)領(lǐng)域和鉆井液處理劑生產(chǎn)廠，都是采用轉(zhuǎn)筒式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行粘度參數(shù)的測(cè)試?，F(xiàn)用儀器采用機(jī)械齒輪傳動(dòng)，機(jī)械換檔調(diào)速，只能在幾個(gè)固定轉(zhuǎn)速下測(cè)定試驗(yàn)參數(shù)，不能自由選擇旋轉(zhuǎn)速度。另外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，零件加工困難。這種轉(zhuǎn)筒式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)采用扭力彈簧感應(yīng)樣品粘度，利用刻度盤(pán)與指針顯示測(cè)試結(jié)果，因此，測(cè)試和讀取數(shù)據(jù)精度低，測(cè)試數(shù)據(jù)重復(fù)性差。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種全新結(jié)構(gòu)的數(shù)顯式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，采用調(diào)速電機(jī)，直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，克服原有儀器傳動(dòng)與調(diào)速機(jī)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)速精度不高及不能選擇轉(zhuǎn)速的不足。采用扭矩傳感器采集粘度變化信號(hào)，克服原有儀器靠扭力彈簧感應(yīng)粘度變化，刻度盤(pán)讀取數(shù)值，測(cè)試精度低的缺點(diǎn)。采用數(shù)據(jù)處理顯示裝置控制電機(jī)轉(zhuǎn)速并數(shù)字顯示測(cè)試結(jié)果，不僅提高轉(zhuǎn)速精度，而且讀值準(zhǔn)確可靠?？朔袃x器只靠觀察估算讀值的不足，提高儀器的測(cè)試精度和穩(wěn)定性。
本實(shí)用新型數(shù)顯式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)是這樣實(shí)現(xiàn)的主要由樣品杯、調(diào)速電機(jī)、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)筒、懸錘和數(shù)據(jù)處理顯示裝置等組成。調(diào)速電機(jī)軸為空心軸結(jié)構(gòu)，空心軸內(nèi)徑在4～20mm之間，外徑在8～30mm之間。調(diào)速電機(jī)固定在安裝板下部，電機(jī)軸通過(guò)過(guò)渡接頭與轉(zhuǎn)筒連接，直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)筒懸在樣品杯內(nèi)，轉(zhuǎn)筒內(nèi)徑在30～60mm之間，高度在50～100mm之間。過(guò)渡接頭與轉(zhuǎn)筒的連接可以采用螺紋連接，也可以采用卡箍連接。調(diào)速電機(jī)與數(shù)據(jù)處理顯示裝置之間有導(dǎo)線連接。扭矩傳感器固定在安裝板上部，與電機(jī)在同心位置。扭矩傳感器中心軸連接有懸軸，懸軸下部連接懸錘，懸軸直徑在4～15mm之間，長(zhǎng)度在80～250mm之間。懸錘在轉(zhuǎn)筒內(nèi)，懸錘為圓柱狀，懸錘直徑在10～50mm之間，高度在10～50mm之間。安裝板內(nèi)孔有軸承，過(guò)渡接頭內(nèi)有軸承，使懸軸通過(guò)軸承定位。懸軸與懸錘采用銷孔連接或螺紋連接。懸錘與扭矩傳感器采用卡銷或螺紋連接。扭矩傳感器與數(shù)據(jù)處理顯示裝置之間有導(dǎo)線連接。
調(diào)速電機(jī)采用閉環(huán)電氣控制，以數(shù)字顯示轉(zhuǎn)速數(shù)值，保證試驗(yàn)所需的轉(zhuǎn)速精度。
數(shù)據(jù)處理顯示裝置，提供控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)的信號(hào)并顯示轉(zhuǎn)速，不僅可以提供確定的固定轉(zhuǎn)速，而且可以提供在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的任意轉(zhuǎn)速。數(shù)據(jù)處理顯示裝置同時(shí)采集、處理扭矩傳感器感應(yīng)的信號(hào)，經(jīng)處理后顯示測(cè)試樣品的粘度值。數(shù)據(jù)處理顯示裝置將采集的轉(zhuǎn)速信號(hào)和扭矩信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后有標(biāo)準(zhǔn)接口輸出，可與計(jì)算機(jī)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試曲線的顯示、存儲(chǔ)及輸出。
本實(shí)用新型有益的效果是采用調(diào)速電機(jī)直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，極大地簡(jiǎn)化了原有儀器的傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，采用數(shù)據(jù)處理裝置控制并顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，既可以勻速運(yùn)轉(zhuǎn)工作，也可以在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)任意變速工作，提高了轉(zhuǎn)速精度。調(diào)速電機(jī)設(shè)計(jì)為空心軸結(jié)構(gòu)，懸軸穿過(guò)空心軸，分別與扭矩傳感器和懸錘連接，簡(jiǎn)化了儀器結(jié)構(gòu)。利用扭矩傳感器感應(yīng)測(cè)試樣品的粘度變化，數(shù)據(jù)處理裝置采集、存儲(chǔ)、處理試驗(yàn)參數(shù)，數(shù)字顯示測(cè)試結(jié)果，不僅提高了儀器檢測(cè)精度，而且擴(kuò)大了儀器的檢測(cè)范圍。數(shù)據(jù)處理裝置具有信號(hào)輸出標(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)連通。


本申請(qǐng)附圖是數(shù)顯式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖中1.樣品杯，2.被測(cè)試樣品，3.懸錘，4.轉(zhuǎn)筒，5.過(guò)渡接頭，6.懸軸，7.調(diào)速電機(jī)，8.軸承，9.安裝板，10.螺釘，11.扭矩傳感器，12.數(shù)據(jù)處理顯示裝置。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，將調(diào)速電機(jī)(7)固定在安裝板(9)的下部。安裝板(9)中心孔與調(diào)速電機(jī)(7)中心孔對(duì)正，用螺釘(10)將調(diào)速電機(jī)(7)緊固。軸承(8)裝在安裝板(9)的中心孔內(nèi)。采用卡銷將懸軸(6)固定在扭矩傳感器(11)的中心軸上。懸軸(6)固定在軸承(8)內(nèi)。懸軸(6)的直徑為6mm，長(zhǎng)度150mm。扭矩傳感器(11)在安裝板(9)的上部，用螺釘(10)緊固。將過(guò)渡接頭(5)與調(diào)速電機(jī)(7)的空心軸同心固定，空心軸內(nèi)徑8mm，外徑12mm。懸錘(3)為圓柱狀，直徑34.5mm，高度38.0mm，懸錘(3)上部為圓錐體。懸錘(3)與懸軸(6)銷孔連接。再將轉(zhuǎn)筒(4)與過(guò)渡接頭(5)卡緊連接，轉(zhuǎn)筒內(nèi)徑36.83mm，高度90mm。懸錘(3)與轉(zhuǎn)筒(4)的結(jié)構(gòu)可以保證儀器測(cè)試結(jié)果與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符。調(diào)速電機(jī)(7)和扭矩傳感器(11)通過(guò)導(dǎo)線與數(shù)據(jù)處理顯示裝置(12)連接。
儀器安裝完成，檢查無(wú)誤后，通電預(yù)熱15min。將被測(cè)試樣品(2)倒入樣品杯(1)中，液面高度達(dá)到標(biāo)識(shí)刻線的高度。啟動(dòng)電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)速開(kāi)關(guān)，調(diào)到試驗(yàn)所需的轉(zhuǎn)速，例如300rpm，開(kāi)始測(cè)試。由于轉(zhuǎn)筒(4)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)樣品(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，樣品(2)自身的粘滯力作用于懸錘(3)，使之受到一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，經(jīng)過(guò)懸軸(6)使扭矩傳感器(11)感受扭矩。由于樣品(2)粘度不同，因此在某一固定的轉(zhuǎn)速條件下，扭矩傳感器(11)感受到不同的扭矩，進(jìn)而輸出不同的信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理顯示裝置(12)接收處理后，顯示并輸出試驗(yàn)樣品(2)的粘度值。數(shù)據(jù)處理顯示裝置(12)同時(shí)控制并顯示電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)速。待觀察到測(cè)試數(shù)據(jù)顯示值穩(wěn)定后，即可記錄下被測(cè)試的樣品粘度值，或經(jīng)輸出接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)處理并打印試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)完成后，關(guān)閉電源，取下樣品杯(1)，清洗處理。
權(quán)利要求1.一種數(shù)顯式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，主要應(yīng)用于測(cè)定鉆井液或有關(guān)流體的粘度，由樣品杯(1)、調(diào)速電機(jī)(7)、扭矩傳感器(11)、轉(zhuǎn)筒(4)、懸錘(3)和數(shù)據(jù)處理顯示裝置(12)等組成，其特征在于調(diào)速電機(jī)(7)為空心軸結(jié)構(gòu)，空心軸內(nèi)徑在4～20mm之間，外徑在8～30mm之間，調(diào)速電機(jī)(7)固定在安裝板(9)下部，電機(jī)空心軸與過(guò)渡接頭(5)連接，通過(guò)過(guò)渡接頭(5)與轉(zhuǎn)筒(4)連接，轉(zhuǎn)筒(4)懸在樣品杯(1)內(nèi)，轉(zhuǎn)筒(4)內(nèi)徑在30～60mm之間，高度在50～100mm之間，調(diào)速電機(jī)(7)與數(shù)據(jù)處理顯示裝置(12)之間有導(dǎo)線連接，扭矩傳感器(11)固定在安裝板(9)上部，扭矩傳感器(11)中心軸連接有懸軸(6)，懸軸(6)下部連接懸錘(3)，懸軸(6)直徑在4～15mm之間，長(zhǎng)度在80～250mm之間，懸錘(3)在轉(zhuǎn)筒(4)內(nèi)，懸錘為圓柱狀，懸錘直徑在10～50mm之間，高度在10～50mm之間，安裝板(9)內(nèi)孔有軸承(8)，過(guò)渡接頭(5)內(nèi)有軸承(8)，扭矩傳感器(11)與數(shù)據(jù)處理顯示裝置(12)之間有導(dǎo)線連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種測(cè)定鉆井液及其相關(guān)流體的粘度的儀器。主要由樣品杯、調(diào)速電機(jī)、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)筒、懸錘和數(shù)據(jù)處理顯示裝置等組成。調(diào)速電機(jī)軸為空心軸結(jié)構(gòu)。調(diào)速電機(jī)固定在安裝板下部。轉(zhuǎn)筒置于樣品杯內(nèi)。過(guò)渡接頭與電機(jī)空心軸的連接。扭矩傳感器固定在安裝板上部。扭矩傳感器中心軸連接有懸軸，懸軸下部連接懸錘。效果是電機(jī)直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，簡(jiǎn)化了儀器的傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，采用數(shù)據(jù)處理裝置控制并顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以勻速運(yùn)轉(zhuǎn)工作，也可以在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)任意變速。利用扭矩傳感器感應(yīng)測(cè)試樣品的粘度變化，采集、存儲(chǔ)、處理試驗(yàn)參數(shù)，數(shù)字顯示測(cè)試結(jié)果，提高了儀器檢測(cè)精度。數(shù)據(jù)處理裝置具有信號(hào)輸出標(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)連通。
文檔編號(hào)G01N11/10GK2783315SQ20052000519
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者郭寶利, 袁孟雷, 王愛(ài)玲, 趙世軍 申請(qǐng)人:華北石油管理局鉆井工藝研究院