[發(fā)明專利]一種雙圓筒旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410363091.5
• 申請(qǐng)日: 2014-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN104122172A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金玉;付光杰;任爽;劉超;孔德健;趙子明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N11/14
• 分類號(hào): G01N11/14
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙圓筒旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)及其使用方法。

背景技術(shù)

粘度是液體的重要物理性質(zhì)和技術(shù)指標(biāo)之一，用來表征粘性程度的物理量?？梢苑譃榻^對(duì)粘度和條件粘度，條件粘度又分為恩氏粘度、雷氏粘度、賽氏粘度等。絕對(duì)粘度分為動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度，通常我們說到的粘度都是指動(dòng)力粘度。

粘度的測(cè)量在石油化工、冶金、醫(yī)藥、食品等行業(yè)中都有重要的意義。在石油化工中，石油粘度的準(zhǔn)確測(cè)量，可以大大提高其產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量；在醫(yī)學(xué)上，血液的粘度，對(duì)評(píng)價(jià)微循環(huán)障礙的原因以及診斷和防治血液粘度異常的疾病都具有重要意義；在制藥工業(yè)中，測(cè)量液體粘度可以區(qū)別或檢查某些藥品的復(fù)雜程度；在油漆行業(yè)中，油漆的粘度直接影響到粉刷的質(zhì)量；在印刷包裝行業(yè)中，油墨粘度占有非常重要的地位，它是確定印刷速度和選擇紙張的重要依據(jù)，油墨粘度的大小與印刷品的質(zhì)量有直接的關(guān)系，掌握合適的油墨粘度，對(duì)印品質(zhì)量的保證起決定性作用。

粘度的準(zhǔn)確測(cè)量在生產(chǎn)中是不可忽視的，粘度數(shù)據(jù)能否及時(shí)獲得和誤差的大小，都有可能影響企業(yè)的利益和研究的成敗。選擇正確的粘度測(cè)量方法和設(shè)備取決于多種因素，其中最重要的就是對(duì)于粘度理論、設(shè)備的構(gòu)造原理及其適用方法的了解程度。人們對(duì)與粘度的測(cè)量早已開始，目前普遍存在的粘度測(cè)量的基本方法有毛細(xì)血管法、旋轉(zhuǎn)法、落體法、粘度杯法和振動(dòng)法。

毛細(xì)血管法設(shè)計(jì)的粘度計(jì)廣泛使用在醫(yī)學(xué)中，它是測(cè)量牛頓流體如血漿、血清等粘度的理想儀器。因?yàn)樯矬w內(nèi)的血管也可以看成是圓形管道，而其血液流動(dòng)和影響血液流動(dòng)的粘度分布與毛細(xì)管粘度計(jì)中的類似，所以用毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)出來的血液粘度值更接近生理實(shí)際。但該方法存在以下缺點(diǎn)：(1)溫度是影響毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)量的一個(gè)非常重要的參數(shù)，溫度的變化會(huì)直接影響到粘度測(cè)量的精度，溫度測(cè)量的故障常導(dǎo)致毛細(xì)管受壓過高而損壞；(2)介質(zhì)容易附著在毛細(xì)管上，影響粘度計(jì)正常測(cè)量；(3)需要頻繁而精心地維護(hù)，既干擾了生產(chǎn)，又加大了運(yùn)行成本；(4)只適用于牛頓流體在均勻的圓直管中做層流時(shí)的測(cè)量。

落球法主要用來測(cè)量較高粘度的液體或高壓下的液體粘度，適合于測(cè)量粘度較大且有一定透明度的液體[16]。由于這種方法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無法得到切應(yīng)力、切變速率等基本流變學(xué)參數(shù)，因此，對(duì)牛頓流體難以做全面的分析。一般用來作為毛細(xì)管流變儀及轉(zhuǎn)動(dòng)式粘度計(jì)等在測(cè)量流動(dòng)曲線時(shí)，在低切變速率區(qū)的補(bǔ)充。

粘度杯法的主體是一個(gè)杯子，杯子底部的中央有一個(gè)小圓孔或者一小段短管子。測(cè)量時(shí)把液體裝入杯子中至一定的高度，測(cè)量杯中液體流完所需要的時(shí)間，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)液的流動(dòng)時(shí)間，可得到粘度值。粘度杯法粘度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，但測(cè)量精度不高，主要用于工廠或化學(xué)實(shí)驗(yàn)室作粗略的粘度分析。

振動(dòng)法包括兩種：扭轉(zhuǎn)振動(dòng)式和振動(dòng)片式。振動(dòng)法的優(yōu)點(diǎn)在于可以連續(xù)或間接的測(cè)量粘度范圍較大的液體。適用于化工、石油、造紙、橡膠、塑料、油漆和重油燃燒控制等。常用的是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)式測(cè)量，分為衰減振動(dòng)式和強(qiáng)制振動(dòng)式兩種。而振動(dòng)片式主要通過測(cè)量薄片在液體中上下振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)振幅，通過公式計(jì)算，得知液體的粘度大小。

旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)是最常用的工業(yè)測(cè)量用粘度計(jì)。它精密度高、使用簡(jiǎn)單、測(cè)量快速方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，便于連續(xù)測(cè)量。通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以測(cè)量不同剪切率下的流體粘度，適用于牛頓流體和非牛頓流體。但是所需的硬件設(shè)備較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較昂貴。并且，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)僅考慮到了液體對(duì)圓柱體側(cè)面的粘滯力，卻忽略掉了液體對(duì)兩底面粘滯力的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中各種粘度計(jì)有其各自的缺陷，并且旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)僅僅考慮到液體對(duì)圓柱體側(cè)面的粘滯力，卻忽略掉了液體對(duì)兩底面粘滯力的影響的缺陷，提供一種改進(jìn)的雙圓筒旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)及其使用方法，本發(fā)明的雙圓筒旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)測(cè)量精度高，測(cè)量方法簡(jiǎn)單。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

本發(fā)明的的目的之一在于，提供一種雙圓筒旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)，所述的雙圓筒旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)包括單片機(jī)、數(shù)據(jù)信號(hào)采集處理器、主電動(dòng)機(jī)的控制器、升降電機(jī)的控制器、按鍵、溫度測(cè)量?jī)x和LCD顯示器。

本發(fā)明的目的之二在于，提供如上所述的雙圓筒旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)的使用方法，所述的使用方法包括以下步驟：使用所述的雙圓筒旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)在相同測(cè)量條件下，測(cè)量不同高度的電功率，再根據(jù)下的公式計(jì)算粘度：