[發(fā)明專利]一種對(duì)通過管道的流體粘度進(jìn)行檢測的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710018494.6
• 申請(qǐng)日: 2007-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN101109686A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任建新;張鵬;周波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安東風(fēng)機(jī)電有限公司
• 主分類號(hào): G01N11/00
• 分類號(hào): G01N11/00;G06F19/00
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李罡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)通過管道的流體粘度進(jìn)行檢測的裝置及方法。

技術(shù)背景

在許多工業(yè)生產(chǎn)過程中都需要進(jìn)行流體粘度的連續(xù)自動(dòng)測量與控制，這對(duì)于提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、安全生產(chǎn)及能源節(jié)約有重要意義。在石油工業(yè)中、在用重油作燃料的交通、電力工業(yè)中、在各種聚合工程中、造紙和紡織工業(yè)生產(chǎn)中都要進(jìn)行粘度測量。

傳統(tǒng)粘度測量裝置中的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、振動(dòng)粘度計(jì)對(duì)流體粘度的測量具有一些共同的特征：物體將受到流體粘滯力矩或力的影響而改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)法的原理是通過測量流體作用于物體的粘滯力矩或轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速來確定流體的粘度。振動(dòng)法則是通過對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)能量或者對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)進(jìn)行檢測，就可以得到粘度測量值。不過這些粘度計(jì)都需要設(shè)置旁路或者要侵入流體內(nèi)部，這些都會(huì)增加成本或者由于流體對(duì)所侵入傳感器產(chǎn)生影響而影響檢測的精度與可靠度。

毛細(xì)管粘度計(jì)本身并不適合在線管道流體粘度測量。而在現(xiàn)場中所采用的細(xì)管法則需要單獨(dú)針對(duì)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，而情況變化后，又必須重新設(shè)計(jì)。

將傳感器敏感管置于柱坐標(biāo)下，可以知道，在軸向：美國的Micromotion公司采用壓差傳感器和科氏流量計(jì)進(jìn)行流體粘度測量。在柱坐標(biāo)切向：在美國專利4,524,610中說明了一種粘度測量裝置，該裝置利用驅(qū)動(dòng)裝置使傳感器敏感管產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，進(jìn)而在流體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦力，檢測驅(qū)動(dòng)電流即可得到流體動(dòng)力粘度測量值，同時(shí)檢測其內(nèi)流體密度以得到運(yùn)動(dòng)粘度值。但其在其他儀器上實(shí)施時(shí)可能需要很多改動(dòng)以滿足實(shí)施條件或者該儀器本身就具有該專利所述的扭轉(zhuǎn)要求，例如中國專利02816604.3和02812185.6或美國專利申請(qǐng)?zhí)?1/178,431、10/835,471、10/226,242等。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在不足，本發(fā)明提供一種對(duì)通過管道的流體粘度進(jìn)行檢測的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于操作。

本發(fā)明還提供一種用該粘度測量裝置對(duì)通過管道的流體粘度進(jìn)行檢測的方法，該方法步驟簡單，易于實(shí)現(xiàn)、檢測結(jié)果準(zhǔn)確。

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是：

用于確定管道內(nèi)流過流體的粘度測量裝置，其特殊之處在于：所述粘度測量裝置包括振動(dòng)式傳感器；

帶有與管道連通的，且在工作時(shí)振動(dòng)的傳感器敏感管，用于產(chǎn)生流體中的摩擦力；

帶有驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)上述的傳感器敏感管；

帶有信號(hào)傳感器，用于檢測上述傳感器敏感管的振動(dòng)；

上述粘度測量裝置中設(shè)置具有可確定裝置電功率的電子裝置，來獲取信號(hào)傳感器所輸出的信號(hào)，提供給驅(qū)動(dòng)單元足夠的功率，以維持振動(dòng)的持續(xù)性，能夠根據(jù)上述信號(hào)傳感器所輸出的信號(hào)調(diào)整驅(qū)動(dòng)能量，也能夠?qū)︱?qū)動(dòng)能量進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測值得到粘度值；

上述裝置構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的閉環(huán)系統(tǒng)，傳感器敏感管通過信號(hào)傳感器輸出振動(dòng)信息至電子裝置，電子裝置控制輸出至驅(qū)動(dòng)單元的信號(hào)進(jìn)而控制傳感器敏感管的振動(dòng)。

上述的傳感器至少有一端固定，并具有能在振動(dòng)時(shí)帶動(dòng)其內(nèi)部流體共同振動(dòng)，尤其是彎曲振動(dòng)的傳感器敏感管。

上述的信號(hào)傳感器設(shè)置在傳感器敏感管上，其輸出所需的信號(hào)，提供給電子裝置。

上述的驅(qū)動(dòng)單元對(duì)傳感器敏感管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使其處于彎曲振動(dòng)狀態(tài)。

上述的電子裝置對(duì)信號(hào)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行檢測，并根據(jù)其內(nèi)蘊(yùn)含的信息調(diào)整輸出至驅(qū)動(dòng)單元的信號(hào)。

用于確定管道內(nèi)流過流體的粘度測量方法，其測量步驟如下：

(1)、根據(jù)信號(hào)傳感器的輸出信號(hào)，電子裝置調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)使傳感器敏感管的彎曲振動(dòng)在其內(nèi)部流體變化時(shí)仍達(dá)到最佳諧振狀態(tài)；

(2)、根據(jù)信號(hào)傳感器的輸出信號(hào)，電子裝置監(jiān)測傳感器敏感管振幅變化，并與設(shè)定值比較，用于調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)使其在內(nèi)部流體變化時(shí)振幅保持不變；

(3)、通過與信號(hào)傳感器輸出信號(hào)相位相比，電子裝置調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出相位，使其與傳感器敏感管的振動(dòng)速度相位差值不變，最好使該差值恒為零；

(4)、檢測傳感器敏感管內(nèi)無流體時(shí)消耗功率P₀和振動(dòng)頻率f₀；

(5)、檢測不同流體時(shí)驅(qū)動(dòng)單元輸出的功率P和頻率f；