专利名称：悬丝式外旋粘度计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种粘度测量，特别是由悬丝为灵敏感测元件的外旋式粘度测量装置。
目前现有的技术中，悬丝式外旋粘度计一般由悬丝，阻止悬丝运动的反馈机构，测试头，样品池，转台，调速马达组成。这种粘度计精度非常高且非常灵敏，甚至可测量气体粘度。悬丝是其核心的灵敏元件，仪器的精度完全取决于悬丝的精度。在使用时，悬丝两端固定，加一预紧张力，以保证悬丝及其上悬挂的零件在仪器中有相对固定的空间位置，并只允许在水平方向扭转。这就是要求悬丝首先具有一定的弹性，以抵抗预紧张力、感应微小的扭转变形；其次它应有一定的强度，用来承受悬挂在其上零部件的重量。但这几点是相互制约的，一般悬丝越细其产生弹性变形就越容易，其对扭矩就越敏感，但强度会随之降低。通常悬丝采用的材料有磷青铜，铍青铜，铂银合金，铂镍合金，石英等。这些材料的弹性模量较大，在扭转时，会产生较大内耗。为解决上述问题，目前采用的方法一是把悬丝截而制成矩形，因在弹性力矩相同的条件下，矩形剖面比圆形剖面有较大的面积，允许其悬挂较重的运动部分；另一方面是研制性能更好的合金材料，提高改进加工处理工艺。悬丝的加工是一个国际性的难题，因此悬丝式粘度计虽然有很多优点，但也存在价格高，且悬丝不易加工，易损坏的不足，故实际产品中尚未被广泛应用。
本实用新型的目的是提供一种改进的悬丝式外旋粘度测量装置，它能有效解决悬丝式外旋粘度计价格高，悬丝不易加工，易损坏的不足。
本实用新型是这样实现的用一种多股纤维制成的悬丝作为悬丝式外旋粘度计的灵敏元件。这种悬丝由两部分构成，内层为抗拉伸多股纤维，外层由金属或非金属丝沿多股纤维轴向紧密排绕获得，起保护作用。纤维具有弹性极限大，弹性模量低的特性。对单根纤维来讲，轻微的外力就会使其产生弹性变形，对扭矩非常灵敏，但它很细，非常易损坏。采用多股纤维及保护层，解决了这个问题。拉伸弹性变形时，每根纤维都受到相同的拉应力，其抗拉强度与纤维根数成正比，多股纤维可有效地提高悬丝的抗拉强度；扭转弹性变形时，多股纤维横截面上任意点处的剪应力与该点到圆心的距离成正比，由于纤维与纤维之间是相互独立的，且存在间隙，故最初的扭转变形只发生在少数最外层纤维上。由于纤维间存在间隙，最初发生扭转变形时可不考虑其间的摩擦力。扭力的大小等于每根纤维扭转所需的力乘以参与变形的纤维根数。因此其对扭矩非常灵敏，这是部分纤维作用的结果。故多股纤维对扭矩的灵敏度与纤维的根数关系不大。金属或非金属保护层，加强了多股纤维的整体性，有效地防止了单根纤维的损坏。在悬丝张紧状态时，金属丝或非金属丝排绕层亦被拉伸，形成长径比很大的螺旋弹簧，它对扭矩亦灵敏。这种材料特性和结构特点保证这种悬丝即结实又灵敏。这种悬丝工作时所加的预紧张力可由拨动其产生的音频确定，无需专门测量设备。
本实用新型只需在原有设备上用多股纤维制成的悬丝代替传统的悬丝，并对张紧装置稍加改动即可，结构非常简单。同时由于改变了传统悬丝的材料，故避免了传统悬丝的强度和灵敏度相互制约的矛盾，省去了复杂的加工过程，降低了成本。另外由于合成纤维技术非常成熟，其价格较低；金属丝排绕工艺亦非常成熟，故用这种方法制成的悬丝工艺简单、成本低、性能好、寿命长。用这种悬丝为灵敏元件生产的粘度计非常灵敏，无易损件，易于在实际中应用。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是多股纤维悬丝的结构图图2是用多股纤维悬丝做灵敏元件的粘度计示意图图1所描述的结构多股纤维(1)，其外层紧密排绕金属丝或非金属丝(2)这种结构使多股纤维整体性好，不易被划伤、损坏，并保证其在张紧并悬挂必要零部件后，在拨动时仍有较好的音频效果，以确定其张紧力。
下面结合图2详细说明本实用新型提出的具体装置的细节工作情况。
该装置包括调整螺丝(1)，悬丝上支撑(2)，固定板(3)，悬丝(4)，套筒(5)，套筒(5)悬挂在悬丝(4)上，套筒(5)上有线圈(6)，磁钢(7)与线圈(6)共同作用，把扭矩转换成电信号，测试头(8)与套筒(5)相连。样品(10)加在液池(9)中，液池(9)套在转台(11)上，转台(11)由马达(12)驱动。
测量时，马达(12)带动转台(11)、液池(9)旋转，提供切变率，测试头(8)感测样品(10)传递来的粘性力矩，使套筒(5)有运动的趋势，线圈(6)和磁钢(7)共同作用，平衡粘性力矩，使测试头(8)保持静止，由此产生的电信号便可计算出样品(10)的粘度值。
悬丝(4)张紧程度可由拨动其产生的音频确定，张力的大小可由调整调整螺丝(1)实现。
权利要求1.一种悬丝式外旋粘度计由悬丝，阻止悬丝运动的反馈机构测试头，样品池、转台、调速马达组成，悬丝采用磷青铜，铍青铜，铂银合金，铂镍合金等材料，其特征在于悬丝的结构形式为多股纤维，多股纤维制成的悬丝其外层有用金属或非金属丝排绕获得的保护层。
专利摘要本实用新型提供了一种悬丝式外旋粘度测量装置,属粘度测量的技术领域。其对扭矩灵敏的感测元件为悬丝,这种悬丝由多股纤维制成,可有效地解决以往悬丝强度与灵敏度之间的矛盾,并降低了制做成本。这种多股纤维制成的悬丝张紧力可由拨动其产生的音频确定。
文档编号G01N11/10GK2274769SQ9620745
公开日1998年2月18日 申请日期1996年4月5日 优先权日1996年4月5日
发明者岳燕达 申请人:岳燕达