專利名稱：全自動粘度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆井行業(yè)中，鉆井液牛頓流體或非牛頓流體的粘度測試儀 器，具體是一種全自動粘度計(jì)。
技術(shù)背景當(dāng)前在鉆井液技術(shù)領(lǐng)域和鉆井液處理劑生產(chǎn)廠，都是采用內(nèi)外筒式的旋轉(zhuǎn)粘度 計(jì)進(jìn)行粘度參數(shù)的測試。常用的粘度計(jì)采用同步電機(jī)驅(qū)動、機(jī)械齒輪換檔變速的結(jié)構(gòu)， 只能在六個(gè)固定轉(zhuǎn)速下測定樣品的參數(shù)，不能自由選擇旋轉(zhuǎn)速度。另外這種旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 采用扭簧感應(yīng)樣品粘度，利用帶指針的刻度盤指示測試結(jié)果，因此，存在較大的測試誤 差和數(shù)據(jù)讀取誤差，測試數(shù)據(jù)重復(fù)性差。本實(shí)用新型旨在提供一種全自動粘度計(jì)，解決了常溫環(huán)境下鉆井液粘度測試的 數(shù)字化，同時(shí)解決了粘度測試的自動化和自動打印，提高了測試的準(zhǔn)確度和操作的方便 性。

實(shí)用新型內(nèi)容為了實(shí)現(xiàn)該實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種全自動粘度計(jì)，用于測試牛頓流體和非牛頓流體的粘度，包括微型面板打 印機(jī)1、電機(jī)2、電機(jī)安裝座3、智能數(shù)據(jù)處理控制器4、中間安裝隔板5、小同步帶輪 6、傳動同步帶7、支撐桿8、底座9、液晶顯示器10、薄膜鍵盤11、機(jī)殼12、力矩傳感 器13、軸套14、支架15、大同步帶輪16、內(nèi)軸17、旋轉(zhuǎn)外筒18、內(nèi)筒19 ；智能數(shù)據(jù)處 理控制器4接收薄膜鍵盤11輸入的各項(xiàng)指令，控制液晶顯示器10顯示相關(guān)參數(shù)，同時(shí)控 制電機(jī)2旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過小同步帶輪6、傳動同步帶7和大同步帶輪16的傳動，帶動旋轉(zhuǎn)外筒 18旋轉(zhuǎn)，由于流體的粘度導(dǎo)致內(nèi)筒19產(chǎn)生一定大小的力矩，經(jīng)力矩傳感器13檢測后，信 號經(jīng)電纜導(dǎo)入智能數(shù)據(jù)處理控制器4，經(jīng)過處理后由微型面板打印機(jī)1打印出符合鉆井行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)果。如上述的全自動粘度計(jì)，其特征在于所述微型面板打印機(jī)1是面板式，色帶和 紙是可更換的針式打印機(jī)。如上述的全自動粘度計(jì)，其特征在于電機(jī)2為步進(jìn)電機(jī)，直接輸入頻率信號可 進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制。如上述的全自動粘度計(jì)，其特征在于可一鍵式測試，即可自動測試各項(xiàng) 數(shù)據(jù)，并經(jīng)過處理分析后，自動打印出數(shù)據(jù)結(jié)果。如上述的全自動粘度計(jì)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速控制范圍在每分鐘0.01轉(zhuǎn)至每 分鐘1000轉(zhuǎn)。如上述的全自動粘度計(jì)，其特征在于，所述力矩傳感器13為應(yīng)變力矩傳感器， 采用橋式結(jié)構(gòu)，電壓輸出，經(jīng)放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將信號送入數(shù)據(jù)處理器。如上述的全自動粘度計(jì)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)外筒18，側(cè)壁上加工有防止液 體爬竿流動孔。[0011]本實(shí)用新型有益的效果是采用步進(jìn)電機(jī)帶動轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，消除簡化了原有儀器 的傳動和變速機(jī)構(gòu)，采用數(shù)據(jù)處理裝置控制并顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以任意設(shè)定速度，也可 以設(shè)定若干速度自動工作，提高了轉(zhuǎn)速的精度，最小轉(zhuǎn)速能達(dá)到0.01轉(zhuǎn)/分鐘。利用 力矩傳感器感應(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(yàn)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(kuò)大了儀器的檢測范圍。實(shí)驗(yàn)的自動測 試、自動打印出數(shù)據(jù)結(jié)果，使儀器操作簡單容易，也極大地縮小了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，提高了 實(shí)驗(yàn)人員的工作效率。

圖1是全自動粘度計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-微型面板打印機(jī)、2-直流驅(qū)動電機(jī)、3-電機(jī)安裝座、4-智能數(shù)據(jù)處 理控制器、5-中間安裝隔板、6-小同步帶輪、7-同步帶、8-支撐桿、9-底座、10-液晶 顯示器、11-薄膜鍵盤、12-機(jī)殼、13-力矩傳感器、15-支架、16-大同步帶輪、17-內(nèi) 軸、18-旋轉(zhuǎn)外筒、19-內(nèi)筒(浮子)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的全自動粘度計(jì)，用于測試牛頓流體和非牛頓流體的粘度，其可應(yīng) 用于各種泥漿實(shí)驗(yàn)室和鉆井現(xiàn)場，也可以應(yīng)用于研究有關(guān)鉆井液處理劑、添加劑的科研 院所或生產(chǎn)單位，測定鉆井液或其它流體的粘度。該全自動粘度計(jì)包括微型面板打印機(jī)1、電機(jī)2、電機(jī)安裝座3、智能數(shù)據(jù)處理 控制器4、中間安裝隔板5、小同步帶輪6、傳動同步帶7、支撐桿8、底座9、液晶顯示 器10、薄膜鍵盤11、機(jī)殼12、力矩傳感器13、軸套14、支架15、大同步帶輪16、內(nèi)軸 17、旋轉(zhuǎn)外筒18、內(nèi)筒19;智能數(shù)據(jù)處理控制器4接收薄膜鍵盤11輸入的各項(xiàng)指令，控制液晶顯示器10顯 示相關(guān)參數(shù)，同時(shí)控制電機(jī)2旋轉(zhuǎn)；將旋轉(zhuǎn)外筒18、內(nèi)筒(浮子)19與軸套14同軸安裝于儀器支架15上，旋轉(zhuǎn)外筒 18上固定大同步帶輪16。步進(jìn)電機(jī)2軸端固定安裝小同步帶輪6，電機(jī)本身通過電機(jī)安 裝座3安裝在中間安裝隔板5上。兩個(gè)同步帶輪由同步帶連接，同步傳速。即經(jīng)過小同 步帶輪6、傳動同步帶7和大同步帶輪16的傳動，帶動旋轉(zhuǎn)外筒18旋轉(zhuǎn)；內(nèi)軸17用微型軸承限位固定在軸套14的中心孔內(nèi)，采用卡簧固定。力矩傳感 器13安裝在內(nèi)軸17的頂部，通過電纜連接到智能數(shù)據(jù)處理控制器4上。內(nèi)筒(浮子)19 以螺紋方式安裝于內(nèi)軸17的下部。液晶顯示器10和微型面板打印機(jī)1嵌入安裝在機(jī)殼 12的頂部的后端，通過電纜連接在智能數(shù)據(jù)處理控制器4上。薄膜鍵盤11粘貼安裝在機(jī) 殼12的頂部的前端，電纜連接到智能數(shù)據(jù)處理控制器4上。智能數(shù)據(jù)處理控制器4安裝 在中間安裝隔板5的后端，中間安裝隔板5固定在支撐桿8上，支撐桿8又固定在底座9 上。這種全新結(jié)構(gòu)的全自動粘度計(jì)，由于采用了步進(jìn)調(diào)速電機(jī)，同步輪、同步帶傳 動，帶動轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，克服原有的機(jī)械式粘度計(jì)傳動與調(diào)速機(jī)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)速精度不高及不 能自由選擇轉(zhuǎn)速等缺陷。采用應(yīng)變力矩傳感器采集樣品的粘度信號，克服原有儀器利用彈簧扭力轉(zhuǎn)換樣品的粘度信號，通過刻度盤的轉(zhuǎn)角讀取數(shù)值，導(dǎo)致測試精度低的缺點(diǎn)。 采用智能控制數(shù)據(jù)處理器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、采集粘度信號、鍵盤信號，處理后經(jīng)液 晶顯示器顯示和微型面板打印機(jī)打印輸出。提高了轉(zhuǎn)速精度、儀器的測試精度和穩(wěn)定 性，極大的減少了實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間，提高了工作效率。由于流體的粘度導(dǎo)致內(nèi)筒19產(chǎn)生一定大小的力矩，經(jīng)力矩傳感器13檢測后，信 號經(jīng)電纜導(dǎo)入智能數(shù)據(jù)處理控制器4，經(jīng)過處理后由微型面板打印機(jī)1打印出符合鉆井行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)果。該全自動粘度計(jì)可以準(zhǔn)確的測量打印出樣品的表觀粘度、塑性粘度、靜切力和 動切力等技術(shù)參數(shù)，是鉆井行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的一種測試儀器，對于相關(guān)的 科研和生產(chǎn)具有重要作用。調(diào)速電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，可以是電機(jī)和驅(qū)動器一體化結(jié)構(gòu)的， 也可以是分體結(jié)構(gòu)的。電機(jī)通過同步輪和同步帶與轉(zhuǎn)筒連接，直接帶動轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，由智 能控制器輸出頻率信號，調(diào)速范圍在0.01轉(zhuǎn)/分鐘——1000轉(zhuǎn)/分鐘。內(nèi)筒(浮子)19下部是圓柱狀，上部是圓錐狀，直徑34.49毫米，高度38.14毫 米。旋轉(zhuǎn)外筒18內(nèi)徑36.83毫米，高度90毫米，儀器常數(shù)為1.068。力矩傳感器與外筒、內(nèi)筒在同心位置，通過懸軸與內(nèi)筒連接，感應(yīng)測量樣品粘 度。液晶顯示器通過電纜連接智能控制器，可顯示轉(zhuǎn)速、表盤讀數(shù)、粘度等參數(shù)。微型面板打印機(jī)安裝于儀器上部，由通訊電纜與智能控制器相連，在測試數(shù)據(jù) 處理后打印相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。儀器安裝完成，檢查無誤后，啟動電源開關(guān)，儀器自檢，自檢過后儀器進(jìn)入手 動模式。將被測試樣品倒入適當(dāng)?shù)娜萜髦校僮麈I盤將轉(zhuǎn)速設(shè)定再50轉(zhuǎn)左右，此時(shí)外筒 18旋轉(zhuǎn)，將容器至于旋轉(zhuǎn)外筒18和內(nèi)筒(浮子)19的下方，使液面高度達(dá)到外筒標(biāo)識刻 線的高度。儀器準(zhǔn)備完畢，可以進(jìn)行計(jì)劃好的各項(xiàng)粘度測試，如操作鍵盤進(jìn)入自動測試 模式，儀器將自動進(jìn)行3轉(zhuǎn)、6轉(zhuǎn)，100轉(zhuǎn)、200轉(zhuǎn)、300轉(zhuǎn)和600轉(zhuǎn)的粘度測試，測試后 將自動打印各項(xiàng)數(shù)據(jù)結(jié)果。如啟動10秒鐘或10分鐘的靜切模式，儀器將自動進(jìn)行高速 攪拌、靜置和3轉(zhuǎn)的測量步驟，測試結(jié)束后打印輸出測試結(jié)果。也可以進(jìn)行手動模式的 測量，轉(zhuǎn)速范圍從0.01轉(zhuǎn)/分鐘至1000轉(zhuǎn)/分鐘，任意設(shè)定。測試時(shí)液晶顯示器10上 將顯示當(dāng)前的速度(轉(zhuǎn)/分)，表盤讀數(shù)(dial值)和對應(yīng)樣品粘度值(厘泊)。試驗(yàn)完成后，關(guān)閉儀器電源，移開樣品杯，拆下旋轉(zhuǎn)外筒18和內(nèi)筒(浮子)19， 進(jìn)行清洗，拭干。綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種新型的全自動粘度計(jì)，解決了當(dāng)前粘度測試 的轉(zhuǎn)速設(shè)定不準(zhǔn)和范圍小的問題，同時(shí)解決了實(shí)驗(yàn)的自動測試問題，提高了工作效率。 而且測試精度更高，重復(fù)性好，為粘度測試提供了更準(zhǔn)確的測試方式。
權(quán)利要求1.一種全自動粘度計(jì)，用于測試牛頓流體和非牛頓流體的粘度，包括微型面板打印 機(jī)(1)、電機(jī)(2)、電機(jī)安裝座(3)、智能數(shù)據(jù)處理控制器(4)、中間安裝隔板(5)、小 同步帶輪(6)、傳動同步帶(7)、支撐桿(8)、底座(9)、液晶顯示器(10)、薄膜鍵盤 (11)、機(jī)殼(12)、力矩傳感器(13)、軸套(14)、支架(15)、大同步帶輪(16)、內(nèi)軸 (17)、旋轉(zhuǎn)外筒(18)、內(nèi)筒(19)；其特征在于，智能數(shù)據(jù)處理控制器(4)接收薄膜鍵盤(11)輸入的各項(xiàng)指令，控制液 晶顯示器(10)顯示相關(guān)參數(shù)，同時(shí)控制電機(jī)(2)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過小同步帶輪(6)、傳動同步帶 (7)和大同步帶輪(16)的傳動，帶動旋轉(zhuǎn)外筒(18)旋轉(zhuǎn)，由于流體的粘度導(dǎo)致內(nèi)筒(19) 產(chǎn)生一定大小的力矩，經(jīng)力矩傳感器(13)檢測后，信號經(jīng)電纜導(dǎo)入智能數(shù)據(jù)處理控制器 (4)，經(jīng)過處理后由微型面板打印機(jī)(1)打印出符合鉆井行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動粘度計(jì)，其特征在于所述微型面板打印機(jī)(1)是面板 式，色帶和紙是可更換的針式打印機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動粘度計(jì)，其特征在于電機(jī)(2)為步進(jìn)電機(jī)，直接輸入 頻率信號可進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動粘度計(jì)，其特征在于可一鍵式測試，即可自動測試各 項(xiàng)數(shù)據(jù)，并經(jīng)過處理分析后，自動打印出數(shù)據(jù)結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全自動粘度計(jì)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速控制范圍在每分鐘 0.01轉(zhuǎn)至每分鐘1000轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動粘度計(jì)，其特征在于，所述力矩傳感器(13)為應(yīng)變 力矩傳感器，采用橋式結(jié)構(gòu)，電壓輸出，經(jīng)放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將信號送入數(shù)據(jù) 處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動粘度計(jì)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)外筒(18)，側(cè)壁上 加工有防止液體爬竿流動孔。
專利摘要本實(shí)用新型是一種在鉆井行業(yè)中，測試牛頓流體或非牛頓流體的鉆井液粘度的測試儀器，具體說是一種全自動粘度計(jì)。包括微型面板打印機(jī)(1)、電機(jī)(2)、電機(jī)安裝座(3)、智能數(shù)據(jù)處理控制器(4)、中間安裝隔板(5)、小同步帶輪(6)、傳動同步帶(7)、支撐桿(8)、底座(9)、液晶顯示器(10)、薄膜鍵盤(11)、機(jī)殼(12)、力矩傳感器(13)、軸套(14)、支架(15)、大同步帶輪(16)、內(nèi)軸(17)、旋轉(zhuǎn)外筒(18)、內(nèi)筒(19)；其中，智能數(shù)據(jù)處理控制器(4)接收薄膜鍵盤(11)輸入的各項(xiàng)指令，控制液晶顯示器(10)顯示相關(guān)參數(shù)，同時(shí)控制電機(jī)(2)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過小同步帶輪(6)、傳動同步帶(7)和大同步帶輪(16)的傳動，帶動旋轉(zhuǎn)外筒(18)旋轉(zhuǎn)，由于流體的粘度導(dǎo)致內(nèi)筒(19)產(chǎn)生一定大小的力矩，經(jīng)力矩傳感器(13)檢測后，信號經(jīng)電纜導(dǎo)入智能數(shù)據(jù)處理控制器(4)，經(jīng)過處理后由微型面板打印機(jī)(1)打印出符合鉆井行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)果。
文檔編號G01N11/14GK201803926SQ20102050266
公開日2011年4月20日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者張曉翼, 石凱, 程婧格, 許云博, 趙建剛, 陳延濱, 韓天夫 申請人:北京探礦工程研究所