[實用新型]粘度在線測量裝置

無效

• 申請號: 200820081265.9
• 申請日: 2008-05-27
• 公開（公告）號: CN201218795Y
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 李斌
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N11/14
• 分類號: G01N11/14
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐玲菊

技術領域

本實用新型涉及一種粘度在線測量裝置，屬于測控技術領域。

背景技術

目前，在甘蔗制糖工藝中，煮糖工段是一個重要的過程，該過程的主要裝置是煮糖罐，其中裝滿了糖膏。糖膏是結晶糖和母液的混合物，它是一種濃度很高，粘性很大的固體與液體的混合物，屬于非牛頓流體的兩相流體。糖膏的粘度控制，不僅影響煮糖過程的結晶速率，而且直接影響糖的晶體質量。在對糖膏粘度實施控制時，首先就要對糖膏進行粘度測量，現有的測量方法有：①用差動變壓器測量彈性扭力管受扭矩作用而產生的微小扭力角；②電容或電位器測量彈簧游絲受轉矩產生的偏轉角；③測量轉動電機因受轉矩而產生電流變化。對于在線測量方法，有關文獻資料報導甚少。由于對非牛頓流體的研究還不廣泛，目前存在的問題是：一方面，對糖膏非牛頓流體的流變特性的實驗研究相當缺乏；另一方面，測量轉子形狀如何避免一些非牛頓流體現象來提高傳感精度和如何提高小扭矩的檢測精度等問題。

煮糖早已實現了連續化和自動化生產。但目前國內一些糖廠的煮糖只有真空計、溫度計，煮糖師傅憑借經驗操作，沒有使用科學的儀器來控制，只是依靠采樣觀察糖漿的粘度、觀察糖膏在玻璃板上的流動和結晶的情況來決定如何操作，這樣的人為主觀判斷和經驗操作所帶來的直接影響是產品質量不穩定。因此，有必要對現有技術加以改進。

發明內容

為克服現有技術存在的上述不足，本實用新型提供一種在線粘度測量裝置，以實時檢測灌內糖膏的粘度，并將數據傳給計算機進行分析處理，輸出信號去控制進料閥和進水閥，用于調整粘度。

本實用新型通過下列技術方案完成：一種在線粘度測量裝置，包括由電機帶動的主動軸，其特征在于主動軸上設有彈簧，該彈簧與套筒相連，套筒一側通過軸承固定在主動軸上，套筒另一側與從動軸相連，從動軸與置于被測物中的轉子相連。以便在電機帶動下，使主動軸和其上的彈簧帶動套筒、從動軸及轉子轉動，因轉子受被測物的阻力影響，使主、從動兩軸產生不同的扭矩，從而造成主動軸與從動軸之間存在轉角差，根據該轉角差即可得出被測物的粘度值。

所述主動軸和從動軸上分別設置現有技術中的旋轉編碼器，以便通過旋轉編碼器將主動軸、從動軸的扭矩變化值轉換為角度偏差輸出。

所述主動軸上的彈簧為彈簧片，對稱設置在主動軸上，彈簧片的外端固定在套筒上，用于帶動套筒一起轉動。

所述套筒為圓柱或者圓盤或者方柱或者盤，其內側底部設有軸承，主動軸的軸端置于軸承內，以便套筒在主動軸上轉動。

所述主動軸上設有限矩桿，限矩桿的外端置于套筒壁上的條形通槽內，以防止彈簧片過度彎曲而變形。

所述與從動軸相連的轉子由轉軸和軸端的轉筒構成，轉筒的軸向外側中部設有凹槽，當轉筒轉動時便在凹槽內聚集氣泡，有效減少轉筒的摩擦力矩。

本實用新型具有下列優點和效果：采用上述方案，可將被測物中的轉子所受到的阻力反映在從動軸上，形成了從動軸與主動軸之間的扭矩差，再通過旋轉編碼器轉換為角度差，從而實現粘度的在線測量，為煮糖過程的自動控制提供反饋信號，本實用新型結構簡單，使用方便，測量精度高，成本低，工作效率高。

附圖說明

圖1為本實用新型之結構示意圖；

圖2為圖1的局部俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步描述。

如圖1、圖2，本實用新型提供的在線粘度測量裝置，包括由電機1帶動的主動軸2，其中主動軸2上設有彈簧4，彈簧4為對稱設置的彈簧片，彈簧片的外端固定在套筒7的內壁上，套筒7為一圓柱體，其內側底部設有軸承8，主動軸2的軸端置于軸承8內，套筒7外側與從動軸10相連，從動軸10通過聯軸器11與轉子相連，轉子由轉軸13和該軸端的轉筒14構成，轉子的轉軸13通過軸承15安裝在容器壁16上，使轉筒14置于容器內的被測物中，轉筒的軸向外側中部設有凹槽17，當轉筒14轉動時便在凹槽17內聚集氣泡，從而減少轉筒14的摩擦力矩，主動軸2和從動軸10上分別設置現有技術中的旋轉編碼器3和9，旋轉編碼器3和9通過導線與控制器電連接，以便通過旋轉編碼器將主動軸、從動軸的扭矩變化值轉換為角度偏差值輸送給控制器，從而得出粘度值，為防止彈簧片4過度彎曲而變形，主動軸2上設有限矩桿5，限矩桿5的外端置于套筒7壁上的條形通槽12內，套筒7上設有安裝用水準器6。

測量時，主動軸2由電機1驅動慢速旋轉，并帶動彈簧片4一起旋轉，在彈簧力的作用下，彈簧片4通過套筒7帶動從動軸10一起旋轉，因轉子14受到糖膏阻力的影響，使兩軸2、10的扭矩不同，造成主動軸2與從動軸10轉過的角度不相同，即存在一個角度差，該差值與糖膏的粘度和彈簧片的彈性力有關，彈簧片4選定后，在彈性限度內，糖膏粘度越大，差值也隨之增大，通過旋轉編碼器3、9把這個差值變換成電信號，送入控制器進行分析和處理后，即得到粘度值。