[發明專利]一種非牛頓流體在線流變特性測試裝置

在審

• 申請號: 201910702925.3
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110455684A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 李祥剛;劉躍軍;張昌凡
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: G01N11/08
• 分類號: G01N11/08
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 楊千尋;馮振寧<國際申請>=<國際公布>

本發明公開了一種非牛頓流體在線流變特性測試裝置，包括料筒、溫度?壓力傳感器和電子秤和計算系統，所述料筒底部設有毛細管口模安裝處，所述毛細管口模安裝處安裝有毛細管口模，所述毛細管口模下方安裝有電子秤；所述溫度?壓力傳感器與料筒連接，溫度?壓力傳感器伸入料筒內部，所述測試裝置頂端安裝有連接裝置。通過連接裝置可直接安裝在生產設備上需要測試流變特性的位置，直接進行在線測試，無需采樣在測量過程中實時測量溫度、壓力、流量等數據，并計算黏度等流變參數，充分反映生產過程中熱歷史、形變歷史等對流變特性的影響；記錄測量結果，并可以用于反饋控制設備工藝參數。

技術領域

本發明涉及材料性能測試領域，更具體地，涉及一種非牛頓流體在線流變特性測試裝置。

背景技術

在化工、食品加工、高分子材料成型領域中，存在著非牛頓流體運輸過程，非牛頓流體的流變特性對產品質量控制、工藝調整、設備改進等有重要的指導意義。目前，非牛頓流體的流變特性測試一般是先采集樣品，然后通過流變儀進行離線測量，常用的流變儀主要有毛細管流變儀和旋轉流變儀。

毛細管流變儀的核心部分為：一套有不同長徑比的毛細管，周圍有恒溫加熱套的料桶以及料桶內物料的上部的液壓驅動柱塞。物料經加熱后，在柱塞的壓力作用下，從毛細管勻速擠出。根據料筒、毛細管的尺寸形狀，柱塞速度，壓力傳感器測量的壓力等計算剪切應力和剪切速率，擬合得到高分子熔體的廣義牛頓流體模型，表征高分子的非線性黏性。對擠出物的直徑進行測量，得到擠出脹大比，可以表征高分子的彈性。

旋轉流變儀的測量流場一般為拖曳流（流體流動沒有壓力梯度，而是在黏性的影響下，邊界的拖動使流體一起運動）。根據轉子扭矩與轉速計算樣品上的應力與應變。

無論毛細管流變儀還是旋轉流變儀，均屬于離線測量的流變儀。離線測量方式熱歷史、形變歷史由儀器結構和測試條件決定，簡單而標準。這種簡單標準的熱歷史和形變歷史對理論研究有益，但是很難反映出非牛頓流體在設備中實際經歷復雜熱歷史、形變歷史等外在條件后引起的流變特性的變化。這種流變特性變化，只有通過在線流變測試才能反應，目前未見對非牛頓流體的在線流變測試研究的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種非牛頓流體在線流變特性測試裝置，將其安裝在生產線上可對生產過程中非牛頓流體的流變特性進行實時測量。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種非牛頓流體在線流變特性測試裝置，包括料筒、溫度-壓力傳感器和電子秤和計算系統，所述料筒底部設有毛細管口模安裝處，所述毛細管口模安裝處安裝有毛細管口模，所述毛細管口模下方安裝有電子秤；所述溫度-壓力傳感器與料筒連接，溫度-壓力傳感器伸入料筒內部，所述測試裝置頂端安裝有連接裝置；

所述計算系統包括數據采集模塊、數據處理模塊和數據顯示模塊，所述數據采集模塊與溫度-壓力傳感器和電子秤分別連接，所述數據處理模塊與數據采集模塊連接，所述數據顯示模塊與數據處理模塊連接。

進一步地，所述連接裝置為緊固件，用于將測試裝置固定在生產設備上。

進一步地，所述電子秤上設有數據采集裝置記錄實時數據。

進一步地，所述毛細管口模的數量為3根。

進一步地，所述毛細管口模并列安放。

進一步地，所述毛細管口模半徑相同，長度不同。

進一步地，所述毛細管口模長徑比相同，半徑不同。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：