[發明專利]一種牛頓液體粘度在線測量信號采集裝置

有效

• 申請號: 201710368921.7
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN108931460B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 李德福
• 申請（專利權）人: 福州幻科機電科技有限公司
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及到一種牛頓液體粘度在線測量信號采集裝置。其特征在于所述的牛頓液體粘度在線測量信號采集裝置為在被測牛頓液體的溶液池下部外接的一個旁通管式結構，該旁通管式結構由泵液彎管部分、粘度在線測量信號采集管部分、回液彎管部分以及溫控電路系統和泵液速度調控電路系統組成。本發明的牛頓液體粘度在線測量信號采集裝置的十字形應力傳感器限定在導液直管內的中央，且電動輸液泵是以恒定的流量朝一個方向將待測牛頓液體流經十字形應力傳感器，因而十字形應力傳感器相對于待測牛頓液體的流速是真實的，也就是待測牛頓液體對十字形應力傳感器粘度阻力是真實的，因而測量精度高。

技術領域

本發明涉及到傳感器領域，特別涉及到一種牛頓液體粘度在線測量信號采集裝置。

背景技術

目前傳統的牛頓液體粘度在線測量信號采集中其傳感器工作形式有兩種：一種是粘度傳感器旋轉式，其工作原理是，將粘度傳感器浸入待測液體中，傳感器在電機的帶動下在待測液體中旋轉，由于液體有粘度，傳感器在待測液體中旋轉就會受到阻力，在一定的轉速下，粘度越大阻力就越大，因而傳感器的輸出電壓就越大。另一種是粘度傳感器擺動式，其工作原理是，將粘度傳感器浸入待測液體中，傳感器在電機及傳動機構的帶動下在待測液體中來回擺動，同理由于液體有粘度，傳感器在待測液體中來回擺動就會受到阻力，在一定的擺動頻率下，粘度越大阻力就越大，因而傳感器的輸出電壓就越大。以上第一種是傳感器在待測液體中旋轉，由于液體層與層之間也存在阻力，傳感器旋轉時會帶動液體旋轉，而液體旋轉時各液層離旋轉中心越遠的切向速度越小，也就說兩相鄰液層的相對速度有速度差，由于液體有質量和粘度，因而就存在慣性與阻力，這就使得這種速度差在傳感器剛剛啟動旋轉后瞬間的速度差與正常旋轉時的速度差不一樣，啟動旋轉后瞬間的速度差大于正常旋轉時的速度差，而能真實反映牛頓液體粘度阻力的是啟動旋轉后瞬間的速度差，也就是說粘度傳感器旋轉式的牛頓液體粘度在線測量采集的信號是有誤差的。同理粘度傳感器擺動式牛頓液體粘度在線測量采集的信號也是有誤差的。在實際的應用中，許多場合對牛頓液體的粘度精度要求非常高，這就使得傳統的牛頓液體粘度在線測量信號采集技術存在一定地局限性。如何克服現有技術的不足，提供一種牛頓液體粘度測量精度高的在線測量信號采集裝置，就成了本發明主要的研究課題。

發明內容

本發明的目的就是要克服現有技術的不足，提供一種對牛頓液體的粘度測量精度高的牛頓液體粘度在線測量信號采集裝置。為了更好的理解本發明，在具體表述本發明技術方案之前，先對相關的理論基礎做簡單陳述。

液體分為牛頓液體和非牛頓液體，也有稱為牛頓流體和非牛頓流體。我們生活中遇到的大部分是牛頓液體，如：油脂、熔化后松香、許多化工制劑、常用的飲料、水等。只要是牛頓液體均滿足以下條件：

τ=μv

式中：τ-相鄰液體層之間的剪切應力；μ-液體的粘度；v –垂直于液體流速方向液層的速度梯度。，

當給定一個恒定的泵液速度V和恒定溫度T時，垂直于液體流速方向任何一點液層的速度梯度v為常數。這時相鄰液體層之間的剪切應力τ與液體的粘度μ為線性關系。設浸沒在待測粘度牛頓液體中應力傳感器與該液體流速方向平行的側面的面積為S，則流經應力傳感器時，應力傳感器兩個側面所受到的剪切力F為：

F=2Sτ=2Sμv 。