[發明專利]自閉式油液粘度在線檢測傳感器及其方法

在審

• 申請號: 201410778292.1
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104502235A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 陳國煒;劉帥;王燕山;佘婷;張梅菊;劉德峰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城航空測控技術研究所;中航高科智能測控有限公司;北京瑞賽長城航空測控技術有限公司
• 主分類號: G01N11/16
• 分類號: G01N11/16
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陸軍

技術領域

本發明涉及油液粘度在線檢測技術，尤其涉及具有自閉閥結構的油液粘度在線檢測傳感器。

背景技術

潤滑油受到外力作用發生相對移動時，潤滑油分子之間會產生阻礙運動的阻力，這種內摩擦力被稱為粘度，它是潤滑油最重要的性能指標之一，粘度較大的潤滑油流動性較差，但油膜強度大，承荷的能力較強，粘度較小的潤滑油流動性較好，容易流到間隙小的摩擦面之間保證潤滑效果，而且消耗在克服摩擦阻力的功率也較少，但在較大負荷下潤滑油膜會變薄以致破壞，使摩擦表面產生磨損。因此粘度是各種機械設備選擇潤滑油的一個主要依據，且粘度測量目前已廣泛應用于航空、航天、艦船及工業部門等。

粘度檢測目前國內外用的比較多的有細管粘度計、落體粘度計、旋轉粘度計等。

1、細管粘度計

細管粘度計是按哈根·泊肅葉定律設計的檢測工具。其工作原理是：當被測液體從過程中分流，使之流經半徑為r、長度為l的細管，保持其流量q為一定，按哈根·泊肅葉定律，細管兩端壓差ΔP和流體粘度系數η之間的關系如下：η=πr4ΔPγql(1+n0)]]>

式中：γ為流體密度；n₀為由系統決定的修正系數。按上式測出ΔP加以計算，就可得出粘度。

2、落體粘度計

使物體在流體中落下，越是粘度高的流體，物體在其中下落越慢，因此從下落速度可比較流體粘度的大小。假設直徑為d的球在粘度為η的相同物質的流體中以一定速度v運動，在滿足速度很小、球是剛性球等條件時，有如下粘度計算公式：η＝K(ρ₀-ρ)t

式中ρ₀為球的密度，ρ為流體的密度，K為定值，它與球的直徑d和粘度計的圓管直徑D有關。所以，預先用粘度標準液由實驗方法求得常數，只要測定一定距離的落下時間和被測液體密度就可求粘度了。

3.旋轉粘度計

旋轉粘度計如圖8所示。在兩個直徑不相同的同軸圓筒之間注入試樣流體，并使一個圓筒以一定的速度旋轉，另一個圓筒就會產生與粘度成正比的力矩，要是把這個力矩用彈簧加以平衡，則由此時的角位移就可得出粘度。實際上是驅動體和旋轉體用電磁離合器來隔離，流體中的旋轉體用彈簧來支撐。這樣，角位移就決定于粘度了。

4.振動式粘度計

振動式粘度計測量原理是物體在流體中做扭轉振動時，由于受到粘性力矩的作用，物體振幅會衰減，衰減的程度與物體所受到的粘性力矩有著對應關系，由外界來提供由于粘性阻尼所消耗的能量，使物體的運動狀態維持在衰減前的狀態，則此時流體的粘度與外界提供的能量有如下對應關系：

E∝ρη]]>

式中：η為待測流體的粘度；ρ為待測流體的密度，E為外界提供的能量。

由以上可以看出，粘度計的種類很多，但是在這些粘度計中有些制作困難，有些要求測試條件較高，有些測量誤差很大。總之大多數粘度計存在著測試時間長、測量誤差大、清洗困難、甚至不能直接讀數而需要換算等缺點，不符合快速簡便且直讀、高精度的要求。比如毛細管法，因其精度高、結構簡單一直受到重視。然而，這種粘度計由于其自重式結構，測量對象局限于牛頓流體；且對測量環境要求嚴格，并需要大型恒溫輔助裝置，應用多局限于工廠的檢驗室；其測量過程為手工操作，過程繁瑣，對測得的數據還需做大量的運算處理。

發明內容