DN在線振動(dòng)式粘度計(jì)工作原理

1、DN在線振動(dòng)式粘度計(jì)工作原理、概述:目前，國(guó)內(nèi)外很多廠家根據(jù)不同的在線粘度測(cè)量對(duì)象研究了許多不同的測(cè)量方法，現(xiàn)在比較常用的是力學(xué)法測(cè)量，力學(xué)粘度測(cè)量方法主要有，毛細(xì)管法、旋轉(zhuǎn)法、落球法、振動(dòng)法。最近還出現(xiàn)許多針對(duì)特殊被測(cè)流體和特殊測(cè)量要求的新型粘度測(cè)量技術(shù)。（1）毛細(xì)管法流體流經(jīng)細(xì)管的流量與細(xì)管半徑的四次方成正比，而與流體的粘度成反比，因此，通過測(cè)量小細(xì)管內(nèi)部流體流量和管徑的大小，就可以通過一定的關(guān)系得出流體的粘度。毛細(xì)管測(cè)量法必須滿足如下條件，1.細(xì)管中流體的流動(dòng)狀態(tài)必須為層流狀態(tài)，即為平行線狀流動(dòng)2毛細(xì)管為足夠長(zhǎng)的直管并且管徑均勻一致3流體的體積不隨環(huán)境壓力的變化而變化4.附著在毛細(xì)管壁的

2、流體不存在滑動(dòng)現(xiàn)象5.流體為牛頓流體并且流速均勻一致。由于毛細(xì)管測(cè)量法受上述條件的影響因此測(cè)量過程中容易出現(xiàn)毛細(xì)管被大顆粒堵塞的情況，而且要求流體為穩(wěn)定流動(dòng)，同時(shí)，毛細(xì)管測(cè)量法在高溫環(huán)境下無法使用。（2）旋轉(zhuǎn)法旋轉(zhuǎn)法的主要原理是將進(jìn)入待測(cè)流體中的物體旋轉(zhuǎn)，或者是維持物體靜止而使物體周圍的流體作旋轉(zhuǎn)流動(dòng)時(shí)，由于存在剪應(yīng)力作用，這些流體中的物體將會(huì)受到粘性力矩的作用。假若保證旋轉(zhuǎn)等條件相同，此時(shí)粘性力矩的大小將隨著流體的粘度的變化而變化，通過測(cè)量粘性力矩的大小，即可按照一定的關(guān)系求出流體的粘度。由于旋轉(zhuǎn)法的操作方式簡(jiǎn)單，適用面廣，因此在我國(guó)應(yīng)用十分廣泛。但是旋轉(zhuǎn)法精度較低，對(duì)流體以及周圍測(cè)量環(huán)境要

3、求較高。落球法假如一個(gè)小球在流體中運(yùn)動(dòng)滿足如下基本條件1.流體為牛頓流體2.球?yàn)閯傂郧?小球的運(yùn)動(dòng)速度很緩慢并且為勻速運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)剛性小球在粘性流體中運(yùn)動(dòng)所受到的粘性力與小球的速度以及流體的粘性有關(guān)。由小球的各項(xiàng)參數(shù)以及下落的距離和時(shí)間就能求出流體的粘度。落球法一般只適用于粘度較大并且較為透明的流體，適用范圍較窄，不適合道路瀝青粘度的在線測(cè)量。振動(dòng)法振動(dòng)法的原理是物體在流體中做扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于會(huì)受到流體粘性阻尼的作用，物體的振幅會(huì)衰減，補(bǔ)充由于流體粘性阻尼而損失的能量，使物體的振幅維持在與流體作用之前的狀態(tài)，則這部分補(bǔ)充的能量與流體的粘度和密度有關(guān)。測(cè)量出這部分補(bǔ)充的能量，則可以按照一定的關(guān)系

4、求出流體的粘度。用振動(dòng)法測(cè)量流體粘度，響應(yīng)速度很快，對(duì)安裝以及測(cè)量環(huán)境的要求很低，即便在某些很苛刻的環(huán)境下也能得到所需要的測(cè)量精度適用面廣，可靠性強(qiáng)，在高溫高壓下也能正常工作。隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的高速發(fā)展，人們?cè)絹碓讲粷M足從實(shí)驗(yàn)室獲得粘度參數(shù)來控制產(chǎn)品質(zhì)量，ND振動(dòng)在線粘度計(jì)，就是專為在工藝現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量粘度的在線分析儀器，由于粘度是衡量分子與分子之間剪切力的變化，在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下測(cè)量，具有一定的難度，HYND振動(dòng)在線粘度計(jì)采用一個(gè)固體棒狀元件，它工作在一定頻率下,沿其軸向方向旋轉(zhuǎn)振蕩，傳感器只有一個(gè)暴露的元件，允許流體在傳感器表面自由的流動(dòng)。當(dāng)該元件剪切流體時(shí)，它將因粘度阻力變化而損失能量，損失的

5、能量被電子線路檢測(cè)。由處理器轉(zhuǎn)換成可顯示的粘度讀數(shù)。該儀器通過改變傳感器元件的形狀可測(cè)量很稠、很粘的介質(zhì)，所以有很寬的粘度測(cè)量范圍。由于流體的剪切是用振動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，沒有活動(dòng)部件、密封件和軸承。可廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室的粘度精確測(cè)量。為了滿足用戶個(gè)性化需要，反應(yīng)釜一般開孔少，開孔在頂部，離液面距離較遠(yuǎn)，給粘度測(cè)量帶來麻煩，我公司為解決這個(gè)問題，專門研制了插身長(zhǎng)的在線粘度計(jì)，可以在頂部直接插入液面，一般可做到500mm到4000mm，插入直徑89mm，可配dnlOO法蘭，供反應(yīng)釜粘度在線測(cè)量和控制選用。對(duì)于粘性，人們很容易從諸如漿糊、膠水、油漆、蜂蜜、奶油、面糊這些熟悉的粘性液體感知，其實(shí)一切流

6、體(包括水、酒精、血液、潤(rùn)滑油、瀝青、面團(tuán)、膏劑、化妝品、熔化或軟化的塑料、橡膠、玻璃、金屬甚至氣體等）都具有粘性，因?yàn)檎承允橇黧w的基本特性,也就是說，凡是流體都具有粘性。粘性是流體的內(nèi)摩擦，是流體反抗形變（流動(dòng)是形變的形式之一）的特性。粘度是粘性的程度，是內(nèi)摩擦力或流動(dòng)阻力的度量。一、粘度測(cè)量的應(yīng)用流體的粘性有時(shí)會(huì)給生活帶來不便，給生產(chǎn)帶來麻煩。例如把原油從油田輸送到千里之遙的港口、基地、煉油廠，如果原油粘度太大，輸送就很困難，要費(fèi)很大的動(dòng)力。但人們也利用流體的粘性應(yīng)用于生產(chǎn)，例如將具有合適粘度的潤(rùn)滑油加進(jìn)機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間，將固體之間極大的干摩擦變成液體內(nèi)部很小的內(nèi)摩擦，使機(jī)器得以運(yùn)轉(zhuǎn)自如

7、。修理自行車滾珠軸承時(shí)，要加粘稠的黃油，就是利用潤(rùn)滑脂靜止時(shí)為固態(tài)，運(yùn)動(dòng)時(shí)為液態(tài)的特殊粘塑性能，將其置于敞開狀態(tài)的軸承中，作為特定場(chǎng)合下的潤(rùn)滑劑等。粘度及其測(cè)量與人們生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究密切相關(guān)。特別在石油、化工、輕工、建材、煤炭、冶金、交通、國(guó)防、航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。建材、冶金工業(yè)中，粘度也是高溫熔體的重要物理特性及工藝參數(shù)。不同工藝條件下的玻璃粘度如果不合適，吹制出的顯像管及玻璃儀器就會(huì)出現(xiàn)扭紋、氣泡等不均勻的劣質(zhì)品；采用液態(tài)排渣法的發(fā)電廠需要測(cè)定熔融狀態(tài)下煤渣粘度以達(dá)到順利排渣，金屬冶煉時(shí)熔體的粘度只有達(dá)到恰當(dāng)值，金屬與礦渣才能徹底分離，既保證金屬質(zhì)量又能節(jié)省能源。粘度

8、又是石油化工產(chǎn)品的重要質(zhì)量指標(biāo)。各種石油產(chǎn)品的規(guī)格按粘度來分類，并以它來檢查產(chǎn)品的合格率。因?yàn)槭彤a(chǎn)品的粘度在許多場(chǎng)合至關(guān)重要，如潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑脂的粘度關(guān)系工作零件的磨損、發(fā)動(dòng)機(jī)的靈活啟動(dòng)，如果粘度不合適，輕則機(jī)器不能正常運(yùn)行、損壞機(jī)器，重則釀成嚴(yán)重事故，如交通事故、飛行事故等。煤油、柴油等各種燃料要有合適的粘度才能在霧化器中得到充分霧化，達(dá)到最佳的燃燒效果，能源得到充分利用；瀝青要求具有使道路及建筑物易于施工，又要保證施工質(zhì)量的粘度。石油類：石化產(chǎn)品，油氣生產(chǎn)，油品輸送，瀝青，泥漿淤泥，燃料油，聚合物驅(qū)化工類：聚合物，樹脂，溶劑，油墨顏料，潤(rùn)滑劑，膠粘劑，建材類：油漆，陶瓷，涂料，玻璃工業(yè)食品

9、類：發(fā)酵產(chǎn)品，蜜餞糖果糖漿，食品加工，乳液，果汁果茶造紙類：淀粉制膠冶金類：礦物加工水利：水處理電力工業(yè)制藥工業(yè)三、在線粘度計(jì)和實(shí)驗(yàn)早期由于環(huán)境及設(shè)備問題，對(duì)于粘度的測(cè)量，皆采取現(xiàn)場(chǎng)取樣方式，在經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)、測(cè)試粘度值，所測(cè)得粘度值再經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室回饋給現(xiàn)場(chǎng)人員，以做為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整質(zhì)量的依據(jù)，如此一來、一往的時(shí)間等待，往往影響產(chǎn)品產(chǎn)量,更有甚者，實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的粘度，一般皆為產(chǎn)品在最無干擾及最安定的條件下測(cè)得，其情況絕非現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀況的環(huán)境下，如溫度、壓力、流速、流體顆粒、攪拌速度等復(fù)雜因素所測(cè)得的真實(shí)粘度值。以致于利用實(shí)驗(yàn)室粘度值來做為產(chǎn)品質(zhì)量控制依據(jù)，易產(chǎn)生下列的缺點(diǎn)：回饋時(shí)長(zhǎng)粘度值非生產(chǎn)狀況粘度值產(chǎn)

10、品質(zhì)量不穩(wěn)定浪費(fèi)人力資源單點(diǎn)粘度測(cè)量，較不具代表性有鑒于此，目前歐、美、日等先進(jìn)國(guó)家，對(duì)于實(shí)際工程和工業(yè)生產(chǎn)中，皆采取使用在線粘度計(jì)來直接監(jiān)控產(chǎn)品粘度，通過在線測(cè)量過程中的液體粘度，可以得到液體流變行為的數(shù)據(jù)變化，對(duì)于預(yù)測(cè)產(chǎn)品工藝過程的控制，如反應(yīng)時(shí)間及產(chǎn)品質(zhì)量，有著重要的指導(dǎo)價(jià)值。所以安裝有特點(diǎn)的在線粘度計(jì)，可以達(dá)到以下的優(yōu)點(diǎn)：提升產(chǎn)品質(zhì)量減少人力浪費(fèi)，節(jié)省成本不易產(chǎn)生次級(jí)不良品可快速回收設(shè)備成本提升公司1、實(shí)驗(yàn)室粘度和在線粘度計(jì)測(cè)量粘度對(duì)比圖圖一圖四、振動(dòng)在線測(cè)粘度原理當(dāng)圓筒、球、圓環(huán)等物體在流體中作自由旋轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，其振幅將受粘性力矩的作用而衰減，衰減系數(shù)與流體粘度有關(guān)，選流體振動(dòng)體為筒體

11、，粘度的計(jì)算公式為：U=f/4nh/(l/R2-I/R2),其中，卩：流體粘度f流體力阻h：圓筒的高度R:圓筒的外徑1r2圓筒的內(nèi)徑對(duì)儀器上述公式可簡(jiǎn)化為：“我&入：儀器系數(shù)，由標(biāo)定液得出振動(dòng)衰減系數(shù)ND利用電磁振蕩波形衰減法測(cè)試粘度，原始信號(hào)正比于入&。通過微處理器計(jì)算后輸出線性信號(hào)。ND是一套高精度的流程粘度計(jì)，幾乎能適用于任何液體和量程N(yùn)D一般用SS316不銹鋼制作，也可以選用特殊材料。有適用于不同壓力溫度范圍的設(shè)計(jì)。也可以提供從罐中或管道中抽出的結(jié)構(gòu)。ND系列粘度計(jì)能滿足各種在線粘度測(cè)試的要求。可用于牛頓和非牛頓流體。在非牛頓流體中精度會(huì)有所下降，但仍能保持很高的重復(fù)精度，一致地反映生產(chǎn)過程粘度變化。牛頓流體（觸變性）流變曲線非牛頓