DE2736729A1 - Konzentrisches zylinder-viskosimeter - Google Patents

Konzentrisches zylinder-viskosimeter

Info

Publication number
DE2736729A1
DE2736729A1 DE19772736729 DE2736729A DE2736729A1 DE 2736729 A1 DE2736729 A1 DE 2736729A1 DE 19772736729 DE19772736729 DE 19772736729 DE 2736729 A DE2736729 A DE 2736729A DE 2736729 A1 DE2736729 A1 DE 2736729A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sleeve
motor
frequency
cylinder
oscillator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19772736729
Other languages
English (en)
Other versions
DE2736729B2 (de
Inventor
Jun Robert Jerome Murphy
Dwayne Emmett Ortman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NL Industries Inc
Original Assignee
NL Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NL Industries Inc filed Critical NL Industries Inc
Publication of DE2736729A1 publication Critical patent/DE2736729A1/de
Publication of DE2736729B2 publication Critical patent/DE2736729B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/14Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by using rotary bodies, e.g. vane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907Specific control circuit element or device
    • Y10S388/911Phase locked loop
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907Specific control circuit element or device
    • Y10S388/912Pulse or frequency counter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/923Specific feedback condition or device
    • Y10S388/933Radiant energy responsive device

Description

DITL.-ING. HANS W. GKOENINÜ
PATENTANWALT £. I <3 0 / L <J
-3-
* K/N 18-40
Konzentrisches Zylinder-Viskosimeter
NL Industries, Inc. 1221 Avenue of the Americas
New York, New York 10020 U.S.A.
8üSb09/0765
sii:iiKHTSTH. 4 ■ Minn MfNi'iii:\ s« · i'on sno34o · K.viiKi.: ιιιικιχι·λτι:ντ · TKi.. inst«» 4TIIIT» ■ τι:ι.ι:χ .Ί-_·^ΐί."ι> >
Die Erfindung bezieht sich auf konzentrische Zylinder-Viskosimeter, die auch Plastometer sind, wie sie zum Bestimmen der Theologischen Eigenschaften von Plasten und insbesondere von thixotropen Strömungsmitteln oder Flüssigkeiten verwendet werden, wie sie beispielsweise bei Erdölquellen, -bohrungen und -förderungen verwendet werden, wie etwa Rotationsbohrströmungsmittel, Füllströmungsmittel, Strömungsmittel für Sand bzw. Kies und Bettungen und Strömungsmittel zum hydraulischen Aufbrechen bzw. Frakturieren.
Newton'sehe Strömungsmittel, wie die meisten reinen Flüssigkeiten mit verhältnismäßig geringem Molekulargewicht, werden einer endlichen Scherung unterzogen, wenn eine endliche Scherkraft angelegt wird, unabhängig davon, wie klein diese ist. Für plastische Strömungsmittel liegt im allgemeinen eine Scherbeanspruchung vor, bei und unterhalb welcher keine Scherung stattfindet. Bei anderen Strömungsmitteln mit Ubergangseigenschaften kann diese Grenzscherbeanspruchung gegen Null laufen, aber nichtsdestoweniger zeigen sie eine nicht-lineare Beziehung zwischen der angewandten Scherbeanspruchung und der sich ergebenden Scherung. Manche nicht-Newton'sehe Strömungsmittel können auch eine minimale Scherbeanspruchung der beschriebenen Art aufweisen, das heißt eine Scherbeanspruchung, unterhalb der keine Scherwirkung auftritt, so daß sich das Strömungsmittel im wesentlichen wie ein Feststoff verhält; und weitere Strömungsmittel können eine solche Eigenschaft aufweisen, daß die minimale Scherbeanspruchung mit der Ruhezeit zunimmt.
-A-
809809/0785
Es wird aas dem vorangegangenen deutlich, daß Strömungsmittel der beschriebenen Art durch eine Anzahl von Parametern gekennzeichnet werden können, und daß deren Werte einen beträchtlichen Bereich umspannen. Bei der praktischen Benutzung dieser Strömungsmittel ist es dementsprechend wesentlich, daß man in der Lage ist, ein vorgegebenes Strömungsmittel hinsichtlich aller dieser Parameter zu kennzeichnen und dieses auf reproduzierbare und zuverlässige Weise durchzuführen.
Manche Vorrichtungen wurden bereits auf verschiedenen Gebieten für die theologische Kennzeichnung nichtNewton'-scher Strömungsmittel verwendet; solche Vorrichtungen sind in der Druckschrift "Viscosity and Flow measurement" von J.R. van Wazer und andere, "Intersöence Publishers , New York, 1963", beschrieben. Die Seiten 156 bis 161 dieser Druckschrift, deren Inhalt hiermit durch die Bezugnahme in die Offenbarung mit aufgenommen wird, beziehen sich auf einen Typ eines.Rheometers mit konzentrischem Zylinder, das in der angewandten Erdöltechnologie in weitem Umfang verwendet wurde und das zusatzlieh in der DS-PS 2 703 006 (Savins) beschrieben ist.
Die Erfindung bezieht sich
auf eine verbesserte Vorrichtung der allgemeinen Art, die im oben genannten US-Patent und der Druckschrift beschrieben ist und bei der Drehzahlen mit einem hohen Genauigkeitsgrad überwacht bzw. geregelt werden,und das Drehmoment mit einem gleichen Genauigkeitsgrad gemessen und angezeigt wird, ohne daß dies zu Ungunsten des gedrängten Aufbaus und der Einfach-
• 09809/0765 - 5 -
heit des Betriebes geht.
Zusammengefaßt bezieht sich die Erfindung auf ein konzentrisches Zylinder-Viskosimeter, um eine äußere Hülse in Drehung zu versetzen, wobei die Hülse auf einen inneren Zylinder eine viskose Schleppwirkung ausübt, deren Drehmoment durch eine Federeinrichtung angezeigt bzw. aufgezeichnet wird, wobei die äußere Hülse bei irgendeiner mehrerer vorgewählter Drehzahlen von einem Gleichstrommotor in Drehung versetzt wird, dessen Drehzahl von einer phasenstarren Rückkopplungsschaltung überwacht wird, in der die Momentandrehzahl des Motors von einem Digitalkodierer abgetastet wird, dessen Signal einer Digitalanzeige zugeführt wird, welche die Drehzahl anzeigt, und auch auf eine phasenstarre Vergleichsschaltung zurückgeleitet wird, die veranlaßt, daß am Motor die Spannung angelegt wird, die erforderlich ist, um ihn mit der gewünschten Drehzahl anzutreiben. Die Schaltung weist einen Oszillator und Frequenzteiler auf, die mehrere genau geregelte bzw. gesteuerte Frequenzen vorsehen, und umfaßt auch einen variablen Oszillator, der über einen weiten Bereich hinweg jede gewünschte, von Hand einstellbare Frequenz bietet. Die Vorrichtung ist insbesondere zum Testen bzw. Überprüfen von Bohrströmungsmitteln eingerichtet.
Der Gegenstand der Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert; es zeigen:
•09809/07S5
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt,
Fig. 2 eine weggebrochene Draufsicht gemäß den Pfeilen 2 in Figur 1 auf eine Zerhacker scheibe ,
Fig. 3 ein Blockschaltbild, das die gegenseitige Verbindung der elektronischen und beigeordneten mechanischen Komponenten der Vorrichtung zeigt,
Fig. 4 ein schematisches Schaltbild, das die Stromversorgung zeigt,
Fig. 5 und 6
ein Schaltplan der Oszillator-, Zähl- und Digitaldrehzahlmesserabschnitte der elektronischen Schaltung,
Fig. 7 ein Schaltplan des Oszillators für variable Frequenz,
Fig. 8 ein Schaltplan der Motordrehzahlregelung
mit phasenstarrer Schleife bzw. phasenstarrem Umlauf.
Es wird nun das spezielle Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben; dort zeigt das Bezugszeichen 1 eine Grundplatte an, auf der der Rest der Vorrichtung vorzugsweise mittels einer schwenkbaren Anlenkung 2 befestigt ist, so daß das Rheometer nach oben geschwenkt werden kann, um es zu ermöglichen, daß ein geeignetes Gefäß 3, das mit dem zu überprüfenden Strömungsmittel gefüllt ist, aufgestellt wird, wonach das Rheometer in seine normale Stellung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, zurückgebracht wird.
809809/0765
Der Primärmeßabschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine drehbare zylindrische Hülse 4 auf, innerhalb der ein innerer Zylinder 5 angeordnet ist. Der Ringraum zwischen dem inneren Zylinder 5 und der Innenseite der äußeren Hülse 4 wird von der zu testenden Flüssigkeit ausgefüllt. Wird die Hülse 4 in Drehung versetzt, dann wird dieser Flüssigkeitsring dazu neigen, den inneren Zylinder mitzuziehen. Während der innere Zylinder an einer Spindel 6 angebracht ist, die von Kugellagern 7 und 8 getragen wird, wird die Drehung des inneren Zylinders 5 infolge der Drehung der Hülse 4 durch die Feder 9 gehemmt, Dementsprechend wird unter irgendeiner vorgegebenen Anzahl von Bedingungen der Drehzahl der Hülse 4 und der physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit, die untersucht werden soll und die den Ringraum zwischen der Hülse 4 und dem Zylinder 5 einnimmt, sich dieser nur soweit drehen, daß eine Feder 9 in Drehrichtung angespannt wird, um das Drehmoment auszugleichen, das vom Zylinder 5 ausgeübt wird. Das Ausmaß der Drehung des Zylinders kann dadurch beobachtet werden, daß man die Auslenkung einer Anzeigescheibe 10 feststellt, die an der Oberseite der Spindel 6 angebracht ist, wie in Fig. 1 gezeigt, wobei diese Beobachtung durch eine Vergrößerungslinse 11 erleichtert wird, durch die eine Skala, die .auf der Anzeigescheibe eingraviert ist, beobachtet werden kann.
Die gewünschten Wirkungsweisen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Fähigkeit, die äußere Hülse 4 unter irgendeiner mehrerer vorgewählter Drehzahlen in Drehung zu versetzen , die Fähigkeit, die Umstellung von einer Drehzahl zu irgendeiner anderen rasch und mühelos durchzuführen, das Vorliegen einer digitalen An-
009809/07*3
zeige, die jederzeit die genaue Drehzahl der Hülse 4 anzeigt und die Fähigkeit, jederzeit das Drehmoment zu bestimmen, das auf den inneren Zylinder 5 ausgeübt wird. Die letztgenannte Eigenschaft wurde bereits beschrieben. In der nachfolgenden eingehenden Beschreibung werden die Einrichtungen erklärt , die zum Erreichen der übrigen obenstehenden Wirkungsweisen vorgesehen wurden.
Während beliebige Drehzahlen verwendet werden können, wird diesseits bevorzugt, jene üblichen Drehzahlen zu verwenden, die bei der Technik der Untersuchung von Bohrflüssigkeiten üblich sind und die 3, 100, 200, 300 und 600 Umdrehungen pro Minute (min ) betragen.
Es wurde auch die Möglichkeit der Einstellung der Drehzahl der äußeren Hülse 4 von Hand auf jeden gewählten Wert zwischen etwa 2 (min ) und 650 (min ) vorgesehen.
Es wird ein Gleichstrommotor 12 vorgesehen, der die Hülse 4 mittels einer Schnecke 13 antreibt, die mit einem Schneckenrad 14 in Eingriff steht, das an der Hülse 4 angebracht ist. Das entgegengesetzte Ende der Welle des Motors 12 trägt eine optische Kodierscheibe 15, auch als "Zerhackerscheibe" bekannt, wovon eine weggebrochene Draufsicht in Fig. 2 gezeigt ist. Die Scheibe 15 besteht aus transparentem Material, wie es für einen photographischen Planfilm verwendet wird, und trägt auf ihrem äußeren Abschnitt eine Reihe von radial angeordneten schwarzen und transparenten Sektoren. Eine optisch-elektronische Baueinheit 16 übergreift einen Teil der Scheibe 15, die über das Motorgehäuse vorsteht, wobei diese üblicherweise als fertige Einheit erhältlich ist, wie etwa die Lichtquellen und Fühleinrichtung des Typs T1L138 der Texas Instruments. Diese
809809/07S5 _ 9 _
Anordnung umfaßt in der Baueinheit 16 eine infrarotemittierende Diode an der Stelle, die durch das Bezugszeichen
17 gezeigt ist, sowie einen Siliciumphototransistor an der Stelle, die durch das Bezugszeichen 18 gezeigt ist. Das von der Diode 17 emittierte Licht tritt durch eine enge öffnung in einer Maske 19 auf seinem Weg zum Fühler
18 hindurch. Die Öffnung in der Maske 19 ist geringfügig schmaler als die Breite der schwarzen und durchsichtigen Abschnitte der Scheibe 15 und fluchtet mit diesen.
Dementsprechend wird, wenn die Scheibe 15 umläuft, das Licht, das den Fühler 18 erreicht, von den schwarzen Linien auf der Scheibe 15 unterbrochen, was das Auftreten eines quasi-sinusartigen Signals veranlaßt, das vom Fühler 18 mit derselben Frequenz übertragen wird, wie die, die vom Durchgang der undurchsichtigen Linien quer zur Maske geliefert wird. Ein Schmitt-Trigger 20 formt dieses Signal, bevor es an die Phasenvergleicher- und Digital-Tachometerschaltung abgegeben wird.
Die elektronischen Schaltungen des erfindungsgemäßen Rheometers werden in geeigneter Weise in dem in Fig. 1 mit 47 bezeichneten Zwischenraum angeordnet, wobei der Transformator für die Stromversorgung vorzugsweise an einer Stelle angeordnet ist, die in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 21 angezeigt ist. Diese Schaltungen werden nun noch detaillierter beschrieben.
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, die ein Blockschalt bild der elektrischen und elektronischen Schaltungen ist, wobei vorzugsweise die Betriebsmöglichkeiten für die Vorrichtung aus einer 12 V-Gleichstrombatterie oder alternativ durch Wechselstrom mit 50 bis 60 Hertz und 115 oder 230 Volt vorgesehen sind. Das Bezugszeichen 22 in Fig. 3 zeigt eine unstabilisierte Gleichstromversorgungseinheit an, wobei ein Gerät 23 der Stromversorgungswähler und der An/Aus-S«~halter ist. Die Geräte 24, 25 und 26
809809/0765
- 10 -
liefern 5 Volt, 10 Volt bzw. 12 Volt stabilisierten Gleichstroms, wie er in den Schaltungen benötigt wird. Die Schaltung 27 bietet einen ümpolungsschutz und überbrückt den Stabilisator 26 für 12 Volt während des Betriebes mit einer 12-Volt-Gleichstrombatterie.
Es werden fünf festgelegte Frequenzen vorgesehen, die von einem Oszillator 28 und Frequenzteilern 40, 41, 42, und 44 geliefert werden und es ist auch ein Oszillator 29 für variable Frequenz vorgesehen, der von der Betätigungsperson von Hand auf jeden Wert eingestellt werden kann, der Drehzahlen von 2 bis 650(min )entspricht, und zwar unter Verwendung des Drehknopfes 30. Ein Schalter 31 gestattet das Schalten in den Stromkreis einer jeden der fünf festgelegten Frequenzen wie auch der variablen Frequenz vom Oszillator 29 her. Der Motor 12 ist in Fig. 3 mit seinem Schwungrad 32 dargestellt, an dem die optische Digitalkodierscheibe 15 angebracht ist. Die Wirkverbindung von Motor und Schwungscheibe treibt die drehbare zylindrische Hülse 4, wie bereits beschrieben wurde.
Das Signal, das vom optischen Kodierer 15 von der optisch-elektronischen Baueinheit 16 abgenommen wird, wird über den Schmitt-Trigger 20 dem digitalen Tachometer bzw. Drehzahlmesser 33 zugesandt, der später beschrieben werden wird, und auch, wie aus Fig. 3 gesehen werden kann, dem Phasenvergleicher 34, der auch das Frequenzsignal empfängt, das vom Schalter 31 gewählt wird. Vom Phasenvergleicher tritt das Signal durch den Filter 35, den Verstärker 36 und den Leistungsverstärker 37 hindurch, wo es den Motor mit der gewünschten Drehzahl antreibt.
Die genaue Einrichtung, mittels derer der Motor veranlaßt wird, mit der gewählten Drehzahl genau zu laufen, und wobei die tatsächliche Motordrehzahl jederzeit
809809/0785
- 11 -
- yf-
vom Digitaldrehzahlmesser angezeigt wird, wird ersichtlich, wenn man das Blockschaltbild in Fig. 3 im Zusammenhang mit den Schaltplänen der anderen Figuren heranzieht, die nun beschrieben werden.
Es wird zunächst Fig. 4 in Betracht gezogen; diese Figur zeigt die Einzelheit des Stromversorgungswählbzw. An/Aus-Schalters 23, des Leistungstransformators 21, des Zweiwege-Gleichrichters 38 und des Filterkondensators 39, wodurch 12 bis 18 Volt nicht stabilisierten Gleichstroms vorgesehen werden. Die Stabilisatoren 24, 25 und erzeugen entsprechend 5, 10 und 12 Volt mit stabilisiertem Gleichstrom für die verschiedenen Regel- und Arbeitsschaltungen, wie erforderlich und wie in den Fig. 5, 6, 7 und 8 gezeigt. Eine Ümpolungsschutzschaltung 27 enthält eine Kombination aus Relais und Diode, um einen Schutz vorzusehen und um den 12V-Stabilisator 26 während des 12-Volt-Batteriebetriebs zu überbrücken.
Es wird nun auf Fig. 5 übergegangen; diese zeigt die Einzelheiten des Oszillators 28 mit fester Frequenz, wofür vorzugsweise eine Frequenz von 32 kHz vorgesehen ist. Diese Figur zeigt auch die Einzelheiten des. Wählschalters 31 und der Frequenzteiler 40, 41, 42, 43, 44, 45 und 46.
Fig. 6 zeigt Einzelheiten des digitalen Drehzahlmessers 33, während Fig. 7 Einzelheiten des Oszillators 29 mit variabler Frequenz darstellt.
Fig. 8 zeigt die Einzelheiten des Phasenvergleichers 34, des Tiefpaßfilters 35, des Verstärkers 36 und des Leistungs- oder Motorantriebverstärkers 37, der den Motor 12 antreibt. Sie zeigt auch Einzelheiten des optischen Digitalkodierers 15, 16 und 20, der sein Signal zu dem
809809/078$
- 12 -
Phasenvergleicher 34 zurückführt. Diese Schaltpläne der Fig. 4 bis 8 einschließlich enthalten die Symbole und Bezeichnungen, die im technischen Gebiet elektronischer Schaltpläne allgemein verwendet werden, und sie werden dem Durchschnittsfachmann ohne weiteres verständlich sein.
Der Motor 12 ist ein Gleichstrommotor, und es wird ein Gleichstrommotor mit einem Permanentmagneten zum Einsparen von Platz und Kosten vorgezogen. Die Drehzahl, mit der ein derartiger Motor läuft, ist eine Funktion der angelegten Spannung und Belastung. Aufgrund der Schaltungen, die gezeigt wurden und verwendet werden, wird die Spannung, die an den Motor 12 vom Verstärker 37 angelegt wird, automatisch derart eingestellt, daß sie genau die Spannung ist, die erforderlich ist, um den Motor mit der gewählten Drehzahl anzutreiben, unabhängig von der Last, die von den Theologischen Eigenschaften des Strömungsmittels, das untersucht werden soll, dem Motor dargeboten wird, wobei das Strömungsmittel eine Reibbelastung oder viskose Belastung bietet, da die Flüssigkeit den Ringraum zwischen der Hülse 4 und dem inneren Zylinder 5 einnimmt, wie bereits erläutert wurde. Die Drehzahl, mit der der Motor in jedem Augenblick umläuft, wird vom optischen Kodierer 15, 16 und 2O gemessen, wie bereits erläutert wurde, und zu dem Phasenvergleicher 34 zurückgeführt, der sie mit der Frequenz vergleicht, die in den Vergleicher vom Schalter 31 eingegeben wird. Die verbleibenden Einheiten 35, 36 und 37 bewirken die genaue Zufuhr der erforderlichen Gleichstromspannung für den Motor 12.
Es wird darauf hingewiesen, daß alle die Bestandteile, die beschrieben wurden und die in den Ansprüchen aufgeführt sind, zusammenwirken, um eine ungewöhnlich wirksame Arbeitseinheit zu erzielen, und zwar das erfindungsgemäße Viskosimeter oder Rheometer, wie sie bezeichnet werden kann. Die Erfordernisse , die der Instrumentierung vom Arbeits-
809809/0765
-13 -
prinzip dieser Gattung von Vorrichtungen auferlegt werden, insbesondere wenn sie in ihrem bevorzugten Nutzgebiet verwendet wird, und zwar dem der Rotationsbohrflüssigkeiten, sind hochspeziell. Somit bleibt, wenn irgendeine vorgegebene Flüssigkeit bei irgendeiner gewählten Drehzahl überprüft wird, die viskose Schleppwirkung zwischen Hülse und Zylinder während der fortgesetzten Tätigkeit der Vorrichtung im wesentlichen konstant. Andererseits variieren die viskosen Kräfte, die in der Praxis gemessen werden sollen, in Wirklichkeit über einen weiten Bereich hinweg in Abhängigkeit von der Viskosität, der plastischen Viskosität, der Scherkraft, den tixotropen Eigenschaften und anderen bezogenen Theologischen Parametern, die, zusammengenommen, die Theologische Eigenschaft der Flüssigkeit ausmachen. Die Vorrichtung, die beschrieben und beansprucht ist, ist in besonders guter Weise dazu eingerichtet, diesen Erfordernissen zu genügen, da sie eine genaue Drehzahl aufweist, die den vorgewählten Wert beibehält, unabhängig von der viskosen Schleppkraft der einzelnen überprüften Flüssigkeit; all dies beruht auf der gegenseitigen Beziehung von Hülse, Zylinder, Motoreinrichtung, Drehzahlmeßeinrichtung, Oszillatoreinrichtung und der elektronischen Einrichtung und anderen Verbindungseinrichtungen zwischen diesen Teilen.
Wie der Fachmann erkennen wird, kann die extrem niedrige Geschwindigkeit, beispielsweise 3 (min ), in bequemer Weise verwendet werden, um die Scherfestigkeit der Flüssigkeit zu bestimmen. Wenn man von der Ruhelage aus anläuft, dann zieht die Hülse den Zylinder unter Anspannung der Feder 9 mit sich, bis die Flüssigkeit anfängt, einer Scherwirkung unterzogen zu werden, wobei an dieser Stelle das Drehmoment optisch beobachtet werden kann.
809809/0785
- 14 -
Die optische Kodierscheibe 15, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet wird, kann durch irgendeine Anzahl anderer Kodiereinrichtungen ersetzt werden, die dem Durchschnittsfachmann bekannt sind. Es kann auch eine andere als eine optische Einrichtung in derartigen Vorrichtungen verwendet werden, wie etwa eine magnetische Einrichtung. Alle derartigen Einrichtungen sind allerdings unter dem Begriff "Digitalkodierer" zusammengefaßt, der dementsprechend an dieser Stelle und im Anspruch verwendet wird.
Während die Erfindung mit Hilfe eines detaillierten erläuternden Beispiels beschrieben wurde, soll darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung nicht nur auf die genauen Einzelheiten des oben gezeigten und beschriebenen Aufbaus beschränkt sein soll, da dem Fachmann naheliegende Modifizierungen möglich sind. Es wird jedoch ausdrücklich auf die in den Schaltplänen eingetragenen Dimensionierungen und Symbole elektronischer Bauteile als Ausgestaltung der Erfindung Bezug genommen.
809809/0765
-Mo-
e e r s e i I e

Claims (3)

  1. Patentansprüche
    <1.)/Konzentrisches Zylinder-Viskosimeter, gekennzeichnet durch das Zusammenwirken der folgenden Merkmale: eine zylindrische Hülse (4), eine Einrichtung mit einem Gleichstrommotor (12) zum Drehen der Hülse um ihre Achse, ein Zylinder (5), der koaxial innerhalb der Hülse angeordnet ist, um einen Ringraum zwischen der Hülse und dem Zylinder zu bilden, eine Einrichtung (6, 9, IO und 11) zum Feststellen und Registrieren des auf den Zylinder (5) bei Drehung der Hülse bei mit viskoser Flüssigkeit gefülltem Ringraum ausgeübten Drehmoments, eine Digitalkodiereinrichtung (15, 16), die am Motor angebracht ist, eine Einrichtung zum Abgeben eines elektrischen Signals an den Motor (12), eine Einrichtung (20) zum Ableiten eines elektrischen Signals von der Digitalkodiereinrichtung für die Anzeige der Frequenz der Motordrehung, ein Oszillator (28) mit fester Frequenz und Teilereinrichtungen (4O bis 46) zur Lieferung mehrerer vorgewählter Frequenzen, eine Phasenvergleichereinrichtung (34), eine Wählschaltereinrichtung (31) zum Zuführen beliebiger der genannten Oszillatorfrequenzen zum Phasenvergleicher, eine Stromkreiseinrichtung zum Zuführen des elektrischen Signals von der Digitalkodiereinrichtung zum Phasenvergleicher, sowie eine Verstärkereinrichtung (36, 37), die betrieblich am Phasenvergleicher angeschlossen ist und zur Lieferung einer Gleichstromspannung ausreichender Größe für den Antrieb des Motors bei der durch die vorgewählte Frequenz festgelegten Drehzahl dient.
  2. 2.) Viskosimeter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine variable Oszillatoreinrichtung (39) zur Lieferung einer vorgewählten einstellbaren Frequenz.
  3. 3.) Viskosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal zur Anzeige der Drehfrequenz
    809809/0765
    mit einem Digitaldrehzahlmesser (33) verbunden ist, der eine Digitalanzeige der min liefert und eine Bezugszeit vom Oszillator (28) mit fester Frequenz erhält.
    809809/0765
DE2736729A 1976-08-23 1977-08-16 Couette-Rotationsviskosimeter Withdrawn DE2736729B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/716,719 US4062225A (en) 1976-08-23 1976-08-23 Rotational viscometer and plastometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2736729A1 true DE2736729A1 (de) 1978-03-02
DE2736729B2 DE2736729B2 (de) 1980-05-22

Family

ID=24879152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2736729A Withdrawn DE2736729B2 (de) 1976-08-23 1977-08-16 Couette-Rotationsviskosimeter

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4062225A (de)
JP (2) JPS5326177A (de)
CA (1) CA1079089A (de)
DE (1) DE2736729B2 (de)
GB (1) GB1539993A (de)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0019685B1 (de) * 1979-05-23 1984-08-08 Contraves Ag Sollwertgeber eines analogen Regelungssystems
US4299118A (en) * 1979-11-19 1981-11-10 Halliburton Services Viscometer
US4333336A (en) * 1980-05-07 1982-06-08 Standard Oil Company (Indiana) Apparatus for computing flow rate of thermoplastic material
US4352287A (en) * 1980-06-23 1982-10-05 Dresser Industries, Inc. Rotational viscometer
US4472963A (en) * 1982-05-24 1984-09-25 Mobil Oil Corporation Cold cranking simulator including a sample supply system and viscometer
US4484468A (en) * 1982-08-27 1984-11-27 Halliburton Company Automatic viscometer
CA1200116A (en) * 1983-08-09 1986-02-04 Edmund G.F. Sweet Viscometer
US4570478A (en) * 1985-04-08 1986-02-18 The Regents Of The University Of California Concentric-cylinder rheometer
US4648263A (en) * 1985-12-09 1987-03-10 Pennzoil Company Support and centering attachments for sensitive viscometers
GB9005646D0 (en) * 1990-03-13 1990-05-09 Health Lab Service Board Viscosity measurement
US5301541A (en) * 1992-06-19 1994-04-12 Joseph Daniel D Drag determining apparatus
JPH0646644U (ja) * 1992-11-27 1994-06-28 清水産業株式会社 台所等で用いる吊り下げ具
US5321974A (en) * 1993-06-04 1994-06-21 Radian Corporation Method and device for determining rheological properties
US5357785A (en) * 1993-06-04 1994-10-25 Radian Corporation Method and device for determining rhenological properties
FR2718241B1 (fr) * 1994-03-29 1996-05-24 Elf Aquitaine Dispositif d'évaluation des caractéristiques lubrifiantes d'une boue de forage.
FR2720507B1 (fr) * 1994-05-30 1996-07-26 Elf Aquitaine Dispositif d'évaluation des caractéristiques lubrifiantes d'une boue de forage.
US5548994A (en) * 1994-09-20 1996-08-27 Tannas Co. Stator connector
US6571609B1 (en) 2001-05-09 2003-06-03 Hongfeng Bi Digital viscometer with arm and force sensor to measure torque
US6951127B1 (en) * 2003-03-31 2005-10-04 Hongfeng Bi Digital viscometer with non contact distance sensor
DE102005062718A1 (de) * 2005-12-28 2007-07-05 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Bestimmung der Viskosität von Flüssigkeiten
US20080173075A1 (en) * 2007-01-16 2008-07-24 Dale Steven W Apparatus and method for fluid rheology measurements
US8091726B2 (en) 2009-07-15 2012-01-10 Halliburton Energy Services Inc. Pressure vessels with safety closures and associated methods and systems
US9274038B2 (en) 2012-02-23 2016-03-01 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for constant shear rate and oscillatory rheology measurements
US10823656B1 (en) * 2017-09-22 2020-11-03 Tannas Company Instrumentation that embraces a rotational viscometer, or that has a cantilevered platform elevator and/or employs heat in one area but not another
US10613010B2 (en) * 2017-12-06 2020-04-07 Ametek, Inc. Intertial torque device for viscometer calibration and rheology measurements
WO2020159523A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 Halliburton Energy Services, Inc. Optical fluidic methods for a rheometer
US10920571B2 (en) 2019-07-12 2021-02-16 Halliburton Energy Services, Inc. Measurement of torque with shear stress sensors
US10920570B2 (en) 2019-07-12 2021-02-16 Halliburton Energy Services, Inc. Measurement of torque with shear stress sensors
US10697876B1 (en) 2019-07-12 2020-06-30 Halliburton Energy Services, Inc. Fluid analysis devices with shear stress sensors
US10591395B1 (en) 2019-07-12 2020-03-17 Halliburton Energy Services, Inc. Lubricity testing with shear stress sensors
EP4153963A1 (de) * 2020-05-18 2023-03-29 STF Technologies LLC Probenzelle und trägeranordnung für verbesserte rheologische messungen von weichem material und material

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2703006A (en) * 1953-04-10 1955-03-01 Socony Vacuum Oil Co Inc Rotational viscometer
US3435666A (en) * 1966-07-18 1969-04-01 Champion Lab Inc Viscometer
US3514685A (en) * 1967-04-24 1970-05-26 Fan Tron Corp Optical speed transducer
AT283517B (de) * 1968-03-11 1970-08-10 Goerz Electro Gmbh Impuls-Drehzahlregeleinrichtung eines Elektromotors
JPS4885283A (de) * 1972-02-17 1973-11-12
US3935726A (en) * 1973-06-18 1976-02-03 Werner Heinz Apparatus for measuring viscosity of liquids

Also Published As

Publication number Publication date
GB1539993A (en) 1979-02-07
JPS54174381U (de) 1979-12-08
JPS5326177A (en) 1978-03-10
CA1079089A (en) 1980-06-10
DE2736729B2 (de) 1980-05-22
US4062225A (en) 1977-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2736729A1 (de) Konzentrisches zylinder-viskosimeter
DE10047793B4 (de) Rotationsrheometer
AT508706A1 (de) Verfahren zur untersuchung von proben mit einem rheometer sowie rheometer
DE2741409A1 (de) Vorrichtung zum auswuchten von raedern
EP0225966B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen rheologischer Eigenschaften und Substanzen
DE4332254C1 (de) Verwendung eines Abstandssensors für Computertomographen
DD146342A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur messung der mehlhelligkeit
DE2715464A1 (de) Einrichtung zur beobachtung der lastverhaeltnisse eines induktionsmotors
DE2404586C3 (de) Vorrichtung zur Messung und Überwachung der Konzentration einer Lösung
DE2038542C3 (de) Vorrichtung zur Messung des Schwebstoffgehaltes eines Strömungsmittels
DE702089C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zaehigkeitsmessung
DE1926675A1 (de) Anordnung zur Messung der Winkellage einer Rotationsachse
DE1295206B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der virtuellen Messfeldlaenge einer Mehrzahl von in UEberwachungsgeraeten vorgesehenen Messumformern
DE2132973B2 (de) Optische Meßvorrichtung Ausscheidung aus 2166382
DE894452C (de) Oberflaechenpruefer mit Anzeige mehrerer Oberflaechenmasszahlen
DE907834C (de) Elektrisches Viskosimeter
DE723849C (de) Verfahren zum zerstoerungsfreien kurzzeitigen Feststellen des dynamischen Festigkeits-verhaltens von Werkstuecken mittels einer Schwingungspruefmaschine
DE975859C (de) Anordnung zur Messung von Drehzahl-Schlupf
DE3045425A1 (de) Koaxiale speichenviskositaetspruefeinrichtung
DE976806C (de) Einrichtung zur Messung des Hoechstwertes der von einem Verbraucher beanspruchten mittleren elektrischen Leistung
DE937314C (de) Einrichtung zur Messung der Haeufigkeit von periodisch ablaufenden Vorgaengen
DE1791131C3 (de) Einrichtung zum Messen einer Gleichspannung mit Hilfe eines Induktionszählers
DE2001966A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Torsionssteifigkeit von faden- bzw. faserfoermigem Material
DE1773297C3 (de) Verfahren zur Messung der rheologischen Eigenschaften elastomerer Stoffe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE1887085U (de) Anordnung zur kontinuierlichen messung der zaehigkeit von fliessfaehigen stoffen, insbesondere von fluessigkeiten und suspensionen.

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8230 Patent withdrawn