專利名稱：懸絲式外旋粘度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(xiàn)有的技術(shù)中，懸絲式外旋粘度計(jì)一般由懸絲，阻止懸絲運(yùn)動的反饋機(jī)構(gòu)，測試頭，樣品池，轉(zhuǎn)臺，調(diào)速馬達(dá)組成。這種粘度計(jì)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(shí)，懸絲兩端固定，加一預(yù)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(zhuǎn)。這就是要求懸絲首先具有一定的彈性，以抵抗預(yù)緊張力、感應(yīng)微小的扭轉(zhuǎn)變形；其次它應(yīng)有一定的強(qiáng)度，用來承受懸掛在其上零部件的重量。但這幾點(diǎn)是相互制約的，一般懸絲越細(xì)其產(chǎn)生彈性變形就越容易，其對扭矩就越敏感，但強(qiáng)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(zhuǎn)時(shí)，會產(chǎn)生較大內(nèi)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(yùn)動部分；另一方面是研制性能更好的合金材料，提高改進(jìn)加工處理工藝。懸絲的加工是一個(gè)國際性的難題，因此懸絲式粘度計(jì)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在價(jià)格高，且懸絲不易加工，易損壞的不足，故實(shí)際產(chǎn)品中尚未被廣泛應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)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(jì)價(jià)格高，懸絲不易加工，易損壞的不足。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的用一種多股纖維制成的懸絲作為懸絲式外旋粘度計(jì)的靈敏元件。這種懸絲由兩部分構(gòu)成，內(nèi)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(hù)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(chǎn)生彈性變形，對扭矩非常靈敏，但它很細(xì)，非常易損壞。采用多股纖維及保護(hù)層，解決了這個(gè)問題。拉伸彈性變形時(shí)，每根纖維都受到相同的拉應(yīng)力，其抗拉強(qiáng)度與纖維根數(shù)成正比，多股纖維可有效地提高懸絲的抗拉強(qiáng)度；扭轉(zhuǎn)彈性變形時(shí)，多股纖維橫截面上任意點(diǎn)處的剪應(yīng)力與該點(diǎn)到圓心的距離成正比，由于纖維與纖維之間是相互獨(dú)立的，且存在間隙，故最初的扭轉(zhuǎn)變形只發(fā)生在少數(shù)最外層纖維上。由于纖維間存在間隙，最初發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時(shí)可不考慮其間的摩擦力。扭力的大小等于每根纖維扭轉(zhuǎn)所需的力乘以參與變形的纖維根數(shù)。因此其對扭矩非常靈敏，這是部分纖維作用的結(jié)果。故多股纖維對扭矩的靈敏度與纖維的根數(shù)關(guān)系不大。金屬或非金屬保護(hù)層，加強(qiáng)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(tài)時(shí)，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(jié)構(gòu)特點(diǎn)保證這種懸絲即結(jié)實(shí)又靈敏。這種懸絲工作時(shí)所加的預(yù)緊張力可由撥動其產(chǎn)生的音頻確定，無需專門測量設(shè)備。
本實(shí)用新型只需在原有設(shè)備上用多股纖維制成的懸絲代替?zhèn)鹘y(tǒng)的懸絲，并對張緊裝置稍加改動即可，結(jié)構(gòu)非常簡單。同時(shí)由于改變了傳統(tǒng)懸絲的材料，故避免了傳統(tǒng)懸絲的強(qiáng)度和靈敏度相互制約的矛盾，省去了復(fù)雜的加工過程，降低了成本。另外由于合成纖維技術(shù)非常成熟，其價(jià)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(chǎn)的粘度計(jì)非常靈敏，無易損件，易于在實(shí)際中應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是多股纖維懸絲的結(jié)構(gòu)圖圖2是用多股纖維懸絲做靈敏元件的粘度計(jì)示意圖圖1所描述的結(jié)構(gòu)多股纖維(1)，其外層緊密排繞金屬絲或非金屬絲(2)這種結(jié)構(gòu)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(shí)仍有較好的音頻效果，以確定其張緊力。
下面結(jié)合圖2詳細(xì)說明本實(shí)用新型提出的具體裝置的細(xì)節(jié)工作情況。
該裝置包括調(diào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)臺(11)上，轉(zhuǎn)臺(11)由馬達(dá)(12)驅(qū)動。
測量時(shí)，馬達(dá)(12)帶動轉(zhuǎn)臺(11)、液池(9)旋轉(zhuǎn)，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(yùn)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(chǎn)生的電信號便可計(jì)算出樣品(10)的粘度值。
懸絲(4)張緊程度可由撥動其產(chǎn)生的音頻確定，張力的大小可由調(diào)整調(diào)整螺絲(1)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種懸絲式外旋粘度計(jì)由懸絲，阻止懸絲運(yùn)動的反饋機(jī)構(gòu)測試頭，樣品池、轉(zhuǎn)臺、調(diào)速馬達(dá)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(jié)構(gòu)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(hù)層。
專利摘要本實(shí)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(shù)領(lǐng)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(qiáng)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(chǎn)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(yōu)先權(quán)日1996年4月5日
發(fā)明者岳燕達(dá) 申請人:岳燕達(dá)