[發明專利]一種寬量程高溫熔體磁場粘度計及用其測量粘度的方法

無效

• 申請號: 201210380497.5
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102879302A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 劉建同;邊秀房;張凱
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

1.一種寬量程高溫熔體磁場粘度計，包括測量筒體、測量筒體上方的步進電機，其特征是，步進電機通過轉軸連接陶瓷掛絲，陶瓷掛絲的下端與測量筒體內的樣品盛放裝置相連，轉軸上設有測量轉軸轉動衰減率的光學測定系統，測量筒體內設有升高樣品溫度的加熱體，測量筒體外套有水平環形磁場裝置使加熱體位置處在磁場中，水平環形磁場裝置的下面固定在升降系統上從而調整磁場位置，測量筒體上設有冷卻系統和抽真空裝置。

2.根據權利要求1所述的寬量程高溫熔體磁場粘度計，其特征是，所述的水平環形磁場裝置由內外兩個環形磁體套接而成，兩個環形磁體能相對轉動，外側環形磁體上設有渦輪蝸桿裝置來調整兩個環形磁體相對位置從而調整磁場大小。

3.根據權利要求1所述的寬量程高溫熔體磁場粘度計，其特征是，所述的升降系統包括支架、支撐磁場的平臺，支撐磁場的平臺與鉸鏈連接，鉸鏈套在橫桿上，橫桿中間與千斤頂的液壓系統相連，液壓系統上設有手柄。

4.根據權利要求1所述的寬量程高溫熔體磁場粘度計，其特征是，所述的光學測定系統包括反光鏡、激光發射器、探測器，反光鏡固定在轉軸上，激光發射器、探測器在測量筒體外，激光發射器、探測器與計算機系統連接，激光發射器發出激光，照射到轉軸上的反光鏡上，激光經反光鏡反射回探測器，根據入射光與反射光的時間間隔測定轉動衰減率。

5.根據權利要求1所述的寬量程高溫熔體磁場粘度計，其特征是，所述的抽真空裝置包括轉軸上的真空密封墊、測量筒體上端壁上設有的出氣孔和進氣孔、與進氣孔相連的真空泵及擴散泵。

6.根據權利要求1所述的寬量程高溫熔體磁場粘度計，其特征是，所述的冷卻系統為測量筒體壁上通有冷卻介質的夾套結構。

7.根據權利要求1所述的寬量程高溫熔體磁場粘度計，其特征是，所述的加熱體內壁上設有鉬隔熱片，測量筒體內底部設熱電偶。

8.根據權利要求1所述的寬量程高溫熔體磁場粘度計，其特征是，所述的樣品盛放裝置包括氧化鋁坩堝和陶瓷坩堝，陶瓷坩堝頂部連接陶瓷掛絲。

9.用權利要求1所述粘度計測量粘度的方法，其特征是，步驟如下：

（1）將樣品置于氧化鋁坩堝內，樣品的體積不超過坩堝的三分之二，再放入陶瓷坩堝內，下放到加熱體的中心位置；

（2）將測量筒體內抽真空，充入惰性保護氣體，加熱至待測樣品熔點以上，保溫20-40分鐘；

（3）轉動蝸桿來選擇磁場的磁感應強度，根據不同材料的物理性質選擇，磁場強度不高于8000高斯；

（4）開啟步進電機，使轉軸初始轉動慣量在5000-6000Kg·m²，轉軸帶動樣品盛放裝置轉動，儀器外部的激光發射器發出激光，照射到轉軸上的反光鏡上，激光經反光鏡反射回探測器，根據入射光與反射光的時間間隔測定轉動衰減率，再根據轉動衰減率與粘度的計算公式（I）得出相應的粘度值，

v=I2(δ-Tpδ0/Tp0)2π(mRc)2Tpω2]]>

（I）

式中，ν表示運動粘度，m²/s；m表示液體試樣的質量，Kg；I表示轉動慣量，Kg·m²；R_c表示坩堝半徑，m；δ和δ₀分別表示裝入待測物的氧化鋁坩堝和空氧化鋁坩堝的對數衰減率，百分比%；T_p和T_p0分別表示熔體和空坩堝的對數衰減周期，s；根據大量的實驗數據的比較得出對于金屬熔體ω=1，對于非金屬熔體ω=0.9；H_s表示坩堝中填充樣品的高度，m；n表示與液體試樣水平面接觸的數目，開口容器，n=1，封閉容器，n=2；

由動力粘度與運動粘度的關系η=ρν可求出動力粘度。