專利名稱：數(shù)顯式旋轉(zhuǎn)粘度計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種測定液體粘度的儀器，特別是一種測定鉆井液及其相關(guān)流體的粘度的儀器。應(yīng)用于鉆井液實驗室和鉆井現(xiàn)場，或應(yīng)用于有關(guān)鉆井液處理劑生產(chǎn)廠，測定鉆井液或有關(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試儀器，對于有關(guān)的科研和生產(chǎn)具有重要作用。
背景技術(shù)：
當前在鉆井液技術(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)粘度計進行粘度參數(shù)的測試?，F(xiàn)用儀器采用機械齒輪傳動，機械換檔調(diào)速，只能在幾個固定轉(zhuǎn)速下測定試驗參數(shù)，不能自由選擇旋轉(zhuǎn)速度。另外傳動機構(gòu)復(fù)雜，零件加工困難。這種轉(zhuǎn)筒式旋轉(zhuǎn)粘度計采用扭力彈簧感應(yīng)樣品粘度，利用刻度盤與指針顯示測試結(jié)果，因此，測試和讀取數(shù)據(jù)精度低，測試數(shù)據(jù)重復(fù)性差。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是設(shè)計一種全新結(jié)構(gòu)的數(shù)顯式旋轉(zhuǎn)粘度計，采用調(diào)速電機，直接帶動轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，克服原有儀器傳動與調(diào)速機構(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，克服原有儀器靠扭力彈簧感應(yīng)粘度變化，刻度盤讀取數(shù)值，測試精度低的缺點。采用數(shù)據(jù)處理顯示裝置控制電機轉(zhuǎn)速并數(shù)字顯示測試結(jié)果，不僅提高轉(zhuǎn)速精度，而且讀值準確可靠?？朔袃x器只靠觀察估算讀值的不足，提高儀器的測試精度和穩(wěn)定性。
本實用新型數(shù)顯式旋轉(zhuǎn)粘度計是這樣實現(xiàn)的主要由樣品杯、調(diào)速電機、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)速電機固定在安裝板下部，電機軸通過過渡接頭與轉(zhuǎn)筒連接，直接帶動轉(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)速電機與數(shù)據(jù)處理顯示裝置之間有導線連接。扭矩傳感器固定在安裝板上部，與電機在同心位置。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，過渡接頭內(nèi)有軸承，使懸軸通過軸承定位。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線連接。
調(diào)速電機采用閉環(huán)電氣控制，以數(shù)字顯示轉(zhuǎn)速數(shù)值，保證試驗所需的轉(zhuǎn)速精度。
數(shù)據(jù)處理顯示裝置，提供控制電機旋轉(zhuǎn)的信號并顯示轉(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)處理顯示裝置同時采集、處理扭矩傳感器感應(yīng)的信號，經(jīng)處理后顯示測試樣品的粘度值。數(shù)據(jù)處理顯示裝置將采集的轉(zhuǎn)速信號和扭矩信號，經(jīng)過處理后有標準接口輸出，可與計算機聯(lián)接，實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)和測試曲線的顯示、存儲及輸出。
本實用新型有益的效果是采用調(diào)速電機直接帶動轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，極大地簡化了原有儀器的傳動和變速機構(gòu)，采用數(shù)據(jù)處理裝置控制并顯示電機轉(zhuǎn)速，既可以勻速運轉(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)速電機設(shè)計為空心軸結(jié)構(gòu)，懸軸穿過空心軸，分別與扭矩傳感器和懸錘連接，簡化了儀器結(jié)構(gòu)。利用扭矩傳感器感應(yīng)測試樣品的粘度變化，數(shù)據(jù)處理裝置采集、存儲、處理試驗參數(shù)，數(shù)字顯示測試結(jié)果，不僅提高了儀器檢測精度，而且擴大了儀器的檢測范圍。數(shù)據(jù)處理裝置具有信號輸出標準接口，實現(xiàn)與計算機連通。


本申請附圖是數(shù)顯式旋轉(zhuǎn)粘度計的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖中1.樣品杯，2.被測試樣品，3.懸錘，4.轉(zhuǎn)筒，5.過渡接頭，6.懸軸，7.調(diào)速電機，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。
具體實施方式
如附圖所示，將調(diào)速電機(7)固定在安裝板(9)的下部。安裝板(9)中心孔與調(diào)速電機(7)中心孔對正，用螺釘(10)將調(diào)速電機(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，長度150mm。扭矩傳感器(11)在安裝板(9)的上部，用螺釘(10)緊固。將過渡接頭(5)與調(diào)速電機(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)可以保證儀器測試結(jié)果與有關(guān)標準相符。調(diào)速電機(7)和扭矩傳感器(11)通過導線與數(shù)據(jù)處理顯示裝置(12)連接。
儀器安裝完成，檢查無誤后，通電預(yù)熱15min。將被測試樣品(2)倒入樣品杯(1)中，液面高度達到標識刻線的高度。啟動電機(7)的轉(zhuǎn)速開關(guān)，調(diào)到試驗所需的轉(zhuǎn)速，例如300rpm，開始測試。由于轉(zhuǎn)筒(4)旋轉(zhuǎn)，帶動樣品(2)轉(zhuǎn)動，樣品(2)自身的粘滯力作用于懸錘(3)，使之受到一個轉(zhuǎn)動的力矩，經(jīng)過懸軸(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，進而輸出不同的信號，經(jīng)數(shù)據(jù)處理顯示裝置(12)接收處理后，顯示并輸出試驗樣品(2)的粘度值。數(shù)據(jù)處理顯示裝置(12)同時控制并顯示電機(7)的轉(zhuǎn)速。待觀察到測試數(shù)據(jù)顯示值穩(wěn)定后，即可記錄下被測試的樣品粘度值，或經(jīng)輸出接口傳輸?shù)接嬎銠C處理并打印試驗結(jié)果。試驗完成后，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，主要應(yīng)用于測定鉆井液或有關(guān)流體的粘度，由樣品杯(1)、調(diào)速電機(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(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(7)固定在安裝板(9)下部，電機空心軸與過渡接頭(5)連接，通過過渡接頭(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(7)與數(shù)據(jù)處理顯示裝置(12)之間有導線連接，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)之間有導線連接。
專利摘要本實用新型是一種測定鉆井液及其相關(guān)流體的粘度的儀器。主要由樣品杯、調(diào)速電機、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)速電機軸為空心軸結(jié)構(gòu)。調(diào)速電機固定在安裝板下部。轉(zhuǎn)筒置于樣品杯內(nèi)。過渡接頭與電機空心軸的連接。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。效果是電機直接帶動轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，簡化了儀器的傳動和變速機構(gòu)，采用數(shù)據(jù)處理裝置控制并顯示電機轉(zhuǎn)速，可以勻速運轉(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)測試樣品的粘度變化，采集、存儲、處理試驗參數(shù)，數(shù)字顯示測試結(jié)果，提高了儀器檢測精度。數(shù)據(jù)處理裝置具有信號輸出標準接口，實現(xiàn)與計算機連通。
文檔編號G01N11/10GK2783315SQ20052000519
公開日2006年5月24日 申請日期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, 王愛玲, 趙世軍 申請人:華北石油管理局鉆井工藝研究院