一种旋转式粘度计的制作方法

本实用新型涉及一种粘度检测装置，更具体地说，它涉及一种旋转式粘度计。

背景技术：

NDJ-1旋转式粘度计是用于测量液体的粘性阻力与液体动力粘度，广泛用于测定油脂、油漆、塑料、食品、药物、化妆品、胶沾品、造纸化工等各种流体的粘度，是监测和控制生产中产品质量稳定的精密仪器，在胶水的生产过程中，经常需要用到粘度计，检测胶水的粘度。

现有的旋转式粘度计，主要包括摆放在桌面上的底座，底座上设有立柱。立柱上滑移连接有检测电机，检测电机的输出轴连接有连接螺杆，连接螺杆上可以固定不同型号的转子，在使用的时候，更具不同粘度的待测液体，选用不同大小的转子，在使用时，向下滑动检测电机，将转子伸入待测液体内，开启检测电机，即可对待测液体的粘度进行检测，检测结果显示在读数盘上。

但是现有的旋转式粘度计，存在以下问题，粘度计在检测过程中，刻度盘与指针多次旋转，待指针在刻度盘上趋于稳定，才可按下指针控制杆，使指针停在停在一定的读数上。但是由于刻度盘与指针在读数窗上是旋转的，通过人眼判断指针在刻度盘上是否趋于稳定会存在误差，可能在指针未稳定时就按下指针控制杆，从而导致实验数据不准确。当指针与刻度盘旋转较快时，人眼也无法看清其是否趋于稳定，从而可能造成实验数据不准确。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种当指针与刻度盘趋于稳定时，能自动按下指针控制杆的旋转式粘度计。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种旋转式粘度计，包括同步电机、转子、游丝、转轴、指针、指针控制杆和刻度圆盘，其特征在于，还包括：

驱动电机，位于旋转式粘度计的壳体上，与指针控制杆下端铰接，驱动指针控制杆以驱动电机和指针控制杆的铰接处为轴沿竖直方向向下转动，实现指针控制杆的按下动作；

检测单元，包括传感器，用于检测游丝与转轴之间的拉力，输出拉力检测信号；

控制单元，与检测单元信号连接，用于接收拉力检测信号，当拉力检测信号位于设定值范围内且持续设定时间，输出控制信号，启动驱动电机。

通过上述技术方案，当旋转式粘度计的游丝转动时，对转轴产生拉力，检测单元的传感器将拉力转化为对应的电信号，输出拉力检测信号，控制单元接收拉力检测信号，当拉力检测信号趋于平稳时，输出控制信号启动驱动电机，驱动电机驱动指针控制杆以驱动电机和指针控制杆的铰接处为轴向下转动，实现指针在刻度圆盘上保持稳定时指针控制杆的按下动作。

进一步的，所述传感器为拉力传感器，所述拉力传感器设于转轴上，并与游丝连接，测量游丝的拉力，输出拉力检测信号。

通过上述技术方案，设于游丝与转轴之间的拉力传感器可检测出游丝对转轴的拉力并输出相应的拉力检测信号。

进一步的，所述控制单元接收拉力检测信号，并对拉力检测信号进行延迟得到延迟信号，将延迟信号与拉力检测信号进行比较，若延迟信号与拉力检测信号的电压值相等，则输出控制信号启动驱动电机。

通过上述技术方案，控制单元拉力检测信号进行延迟，并将延迟信号与拉力检测信号进行比较，从而判断游丝的拉力是否趋于稳定，若延迟信号与拉力检测信号电压值相等，则说明游丝的拉力趋于稳定，这时游丝连接的指针在刻度圆盘上趋于稳定，输出控制信号启驱动电机，使指针控制杆按下。

进一步的，所述控制单元包括：

一延时电路，耦接于传感器，将拉力检测信号进行延时，输出延时信号；

一减法运算电路，耦接于传感器和延时电路，用于接收拉力检测信号与延迟信号并进行减法运算，输出差值信号；

一求和运算电路，耦接于所述减法运算电路，用于接收差值信号，并将差值信号与基准电压相加，输出控关信号；

一开关电路，耦接于所述求和运算电路，用于接收控关信号，并根据控关信号控制驱动装置与电源的通断。

通过上述技术方案，经过延时电路、减法运算电路、求和运算电路和开端电路，对拉力检测信号进行处理，最终控制驱动装置与电源的通断，实现对指针控制杆的启闭控制。

进一步的，所述减法运算电路包括，

第一集成运放，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，所述同相输入端通过第一电阻耦接于延时信号，反相输入端通过第二电阻耦接于拉力检测信号，输出端通过第三电阻耦接于第二电阻与反向输出端的连接点，输出差值信号。

通过上述技术方案，将延迟信号通过第一电阻接入第一集成运放的同相输入端，拉力检测信号通过第二电阻接入反相输入端，延迟信号与拉力检测信号相减获得差值信号。

进一步的，所述求和运算电路包括，

第二集成运放，具有一同相输入端、一反相输入端及一输出端，所述同相输入端通过第四电阻耦接于第一集成运放的输出端，所述基准电压通过第五电阻耦接于第四电阻与同相输入端的连接点，所述反相输入端通过第六电阻接地，所述第二集成运放的输出端通过第七电阻耦接于反向输入端与第六电阻的连接点，输出控关信号。

通过上述技术方案，将基准电压通过第五电阻接入第二集成运放的同相输入端，及差值信号通过第四电阻接入同相输入端，将基准电压与差值信号按照一定比例相加，输出控关信号。

进一步的，所述开关电路包括，

一PNP三极管，其集电极接地，基极通过一第八电阻耦接于所述控关信号并通过一第九电阻与集电极共地；

一继电器，其线圈一端耦接于第一直流电，另一端耦接于该PNP三极管的发射极，其常开触点开关串接于电源与驱动电机之间；

一二极管，其负极耦接于该第一直流电，正极耦接于PNP三极管的发射极与该继电器的线圈之间。

通过采用上述技术方案，当PNP三极管的发射极电压高于极其控关信号一定值时，PNP三极管导通，使电源为驱动电机驱动电机供电。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：游丝与转轴之间的拉力传感器时时将拉力转化为拉力检测信号并传输给控制单元，当拉力平衡时，即游丝连接的指针在刻度圆盘上保持不动，控制单元输出控制信号启动驱动电机，使指针控制杆按下，将指针固定在刻度圆盘上对应的读数上。实现了指针在刻度圆盘上达到平衡后，自动按下指针控制杆的功能，从而准确测出液体的粘度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的原理结构示意图；

图3为本实用新型的电路图。

附图标记：1、同步电机；2、转子；3、游丝；4、转轴；5、指针；6、指针控制杆；7、刻度圆盘；8、拉力传感器；9、驱动电机；10、减法运算电路；11、求和运算电路；12、开关电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种旋转式粘度计，参照图1和图2，包括同步电机1转子2、游丝3、转轴4、指针5、指针控制杆6和刻度圆盘7。同步电机1以稳定的速度旋转，通过转轴4连接刻度圆盘7，再通过转轴4和游丝3带动转子2旋转。如果转子2未受到液体的阻力，则游丝3、指针5与刻度盘同步旋转，指针5在刻度盘上指示出的读数为“0”。反之，如果转子2受到液体的粘滞阻力，则游丝3产生扭矩，与粘滞阻力抗衡最后达到平衡，这时与游丝3连接的指针5在刻度圆盘7上指示一定的读数(即游丝3的扭转角)。

本实用新型通过在旋转式粘度计上设置检测单元、控制单元和驱动单元，从而实现指针5在刻度圆盘7上达到平衡时自动按下指针控制杆6的功能。

其中，游丝3与转轴4之间设有拉力检单元的拉力传感器8，用以检测游丝3对转轴4的拉力输出拉力检测信号。驱动电机9固定在粘度计的壳体上，位于指针控制杆6的下端并与指针控制杆6铰接，控制单元将接收到的拉力检测信号进行处理，若拉力检测信号趋于稳定时输出控制信号，控制驱动电机9启动。即当游丝3对转轴4的拉力平衡时，此时指针5在刻度盘上的读数保持不变，拉力传感器8输出的拉力检测信号电压保持不变，控制单元启动驱动电机9驱动指针控制杆6按下，使指针5保持在其所在刻度圆盘7的读数上。另外，当指针控制杆6需要复位时，直接用手将指针控制杆6抬起即可。

本实用新型的电路图：参照图3，拉力传感器8通过第二电阻R2耦接于第一集成运放Q1的反相输入端。延时电路的输入端耦接于拉力传感器8与第二电阻R2的连接点，其输出端通过第一电阻R1耦接于第一集成运放Q1的同相输入端，第一集成运放Q1的输出端通过第三电阻R3耦接于其反相输入端。第四电阻R4的一端耦接于第一集成运放Q1的输出端与第三电阻R3的连接点，另一端耦接于第二集成运放Q2的同相输入端。第五电阻R5一端耦接基准电压Vt，另一端耦接于第四电阻R4与第二集成运放Q2的连接点。第二集成运放Q2的反相输入端通过第六电阻R6接地，其输出端通过第七电阻R7耦接于其反相输入端与第六电阻R6的连接点。第八电阻R8的一端耦接于第二集成运放Q2的输出端与第七电阻R7的连接点，另一端耦接于PNP三极管的基极。PNP三极管的集电极接地，基极通过第九电阻R9与集电级共地，第一直流电V1通过继电器KM耦接于PNP三极管的发射极，继电器KM的常开触点开关K串接于电源与驱动电机9之间。二极管正极耦接于该第一直流电V1，负极耦接于PNP三极管的发射极与该继电器KM的连接点。

本实用新型的工作原理：打开同步电机1，在粘度计的转子2旋转过程中，转子2受到液体的粘滞阻力，则与转子2连接的游丝3产生扭矩并对转轴4产生拉力，一开始游丝3对转轴4的拉力较大，在游丝3的扭矩与粘滞力达到平衡过程中，游丝3对转轴4的拉力逐渐减小直至达到平衡。当拉力达到平衡时，与游丝3连接的指针5在刻度圆盘7上指示一定的读数保持不变，此时电机驱动指针控制杆6按下，防止在转子2停止旋转后指针5复位。关闭同步电机1，实验人员就可在刻度圆盘7停止后读出指针5指示的读数。本实用新型与现有技术的区别在于，当指针5在刻度圆盘7上指示一定读数保持不变时，实现指针控制杆6自动按下的功能。下面是实现该功能的电路原理解释。

本实用新型的电路原理：拉力传感器8输出拉力检测信号，拉力检测信号的电压逐渐减小直至平衡的电信号。延迟电路将拉力检测信号进行延迟，输出延迟信号。减法运算电路10以延迟信号为被减数，拉力检测信号为减数，按照一定比例输出差值信号。从输出延迟信号至其平衡这段时间内，差值信号的电压均大于零，延迟信号平衡时，差值信号的电压为零。通过求和运算电路11将基准电压Vt和差值信号按照一定比例相加，得到控关信号输入至PNP三极管的集极。当差值信号大于零时，在PNP三极管发射极的电压与在PNP三极管集极的控关信号的电压差较小，无法使PNP三极管导通。当差值信号等于零时(即游丝3对转轴4的拉力达到平衡，指针5在刻度圆盘7上指示一定刻度保持不变)，发射极电压与基极控关信号的电压差刚好使PNP三极管导通，继电器KM得电，使常开开关K闭合，电源供电给驱动电机9，驱动电机9驱动指针控制杆6按下，使指针5保持在其对应的刻度圆盘7读数上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。