一種雙圓筒旋轉式粘度計及其使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種改進的雙圓筒旋轉式粘度計及其使用方法。所述的雙圓筒旋轉式粘度計包括單片機、數據信號采集處理器、主電動機的控制器、升降電機的控制器、按鍵、溫度測量儀和LCD顯示器。所述的使用方法包括以下步驟：使用所述的雙圓筒旋轉式粘度計在相同測量條件下，測量不同高度的電功率，再根據下的公式計算粘度：其中：ω為主電機轉速，單位r/s；l1、l2為兩轉筒高度；P1、P2為對應的主電機消耗的電功率。本發明的雙圓筒旋轉式粘度計測量精度高，測量方法簡單。
【專利說明】一種雙圓筒旋轉式粘度計及其使用方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種雙圓筒旋轉式粘度計及其使用方法。

【背景技術】
[0002] 粘度是液體的重要物理性質和技術指標之一，用來表征粘性程度的物理量。可以 分為絕對粘度和條件粘度，條件粘度又分為恩氏粘度、雷氏粘度、賽氏粘度等。絕對粘度分 為動力粘度和運動粘度，通常我們說到的粘度都是指動力粘度。
[0003] 粘度的測量在石油化工、冶金、醫藥、食品等行業中都有重要的意義。在石油化工 中，石油粘度的準確測量，可以大大提高其產品的質量和產量；在醫學上，血液的粘度，對評 價微循環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 中，測量液體粘度可以區別或檢查某些藥品的復雜程度；在油漆行業中，油漆的粘度直接影 響到粉刷的質量；在印刷包裝行業中，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，油墨粘度的大小與印刷品的質量有直接的關系，掌握合適的油墨粘 度，對印品質量的保證起決定性作用。
[0004] 粘度的準確測量在生產中是不可忽視的，粘度數據能否及時獲得和誤差的大小， 都有可能影響企業的利益和研究的成敗。選擇正確的粘度測量方法和設備取決于多種因 素，其中最重要的就是對于粘度理論、設備的構造原理及其適用方法的了解程度。人們對 與粘度的測量早已開始，目前普遍存在的粘度測量的基本方法有毛細血管法、旋轉法、落體 法、粘度杯法和振動法。
[0005] 毛細血管法設計的粘度計廣泛使用在醫學中，它是測量牛頓流體如血漿、血清等 粘度的理想儀器。因為生物體內的血管也可以看成是圓形管道，而其血液流動和影響血液 流動的粘度分布與毛細管粘度計中的類似，所以用毛細管粘度計測出來的血液粘度值更接 近生理實際。但該方法存在以下缺點：（1)溫度是影響毛細管粘度計測量的一個非常重要 的參數，溫度的變化會直接影響到粘度測量的精度，溫度測量的故障常導致毛細管受壓過 高而損壞；（2)介質容易附著在毛細管上，影響粘度計正常測量；（3)需要頻繁而精心地維 護，既干擾了生產，又加大了運行成本；(4)只適用于牛頓流體在均勻的圓直管中做層流時 的測量。
[0006] 落球法主要用來測量較高粘度的液體或高壓下的液體粘度，適合于測量粘度較大 且有一定透明度的液體[16]。由于這種方法的實驗數據無法得到切應力、切變速率等基本 流變學參數，因此，對牛頓流體難以做全面的分析。一般用來作為毛細管流變儀及轉動式粘 度計等在測量流動曲線時，在低切變速率區的補充。
[0007] 粘度杯法的主體是一個杯子，杯子底部的中央有一個小圓孔或者一小段短管子。 測量時把液體裝入杯子中至一定的高度，測量杯中液體流完所需要的時間，對比標準液的 流動時間，可得到粘度值。粘度杯法粘度計結構簡單、操作方便，但測量精度不高，主要用于 工廠或化學實驗室作粗略的粘度分析。
[0008] 振動法包括兩種：扭轉振動式和振動片式。振動法的優點在于可以連續或間接的 測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 用的是扭轉振動式測量，分為衰減振動式和強制振動式兩種。而振動片式主要通過測量薄 片在液體中上下振動產生的振動振幅，通過公式計算，得知液體的粘度大小。
[0009] 旋轉粘度計是最常用的工業測量用粘度計。它精密度高、使用簡單、測量快速方 便、數據準確可靠，便于連續測量。通過調節轉速可以測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。但是所需的硬件設備較多，結構復雜，價格較昂貴。并且，現有 的旋轉粘度計僅考慮到了液體對圓柱體側面的粘滯力，卻忽略掉了液體對兩底面粘滯力的 影響。


【發明內容】

[0010] 本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中各種粘度計有其各自的缺陷，并且 旋轉粘度計僅僅考慮到液體對圓柱體側面的粘滯力，卻忽略掉了液體對兩底面粘滯力的影 響的缺陷，提供一種改進的雙圓筒旋轉式粘度計及其使用方法，本發明的雙圓筒旋轉式粘 度計測量精度高，測量方法簡單。
[0011] 本發明通過以下技術方案解決上述技術問題：
[0012] 本發明的的目的之一在于，提供一種雙圓筒旋轉式粘度計，所述的雙圓筒旋轉式 粘度計包括單片機、數據信號采集處理器、主電動機的控制器、升降電機的控制器、按鍵、溫 度測量儀和IXD顯示器。
[0013] 本發明的目的之二在于，提供如上所述的雙圓筒旋轉式粘度計的使用方法，所述 的使用方法包括以下步驟：使用所述的雙圓筒旋轉式粘度計在相同測量條件下，測量不同 高度的電功率，再根據下的公式計算粘度：
[0014]

【權利要求】
1. 一種雙圓筒旋轉式粘度計，其特征在于：所述的雙圓筒旋轉式粘度計包括單片機、 數據信號采集處理器、主電動機的控制器、升降電機的控制器、按鍵、溫度測量儀和LCD顯 示器。
2. 如權利要求1所述的雙圓筒旋轉式粘度計，其特征在于：所述的單片機為Atmel生 產的AT89S52八位單片機。
3. 如權利要求1所述的雙圓筒旋轉式粘度計，其特征在于：所述的據采集處理器包括 溫度采集、轉速采集和電壓采集；其中所述的溫度采集為DS18B20芯片，所述的轉速采集為 霍爾元件加外中斷和定時器中斷的方法。
4. 如權利要求1所述的雙圓筒旋轉式粘度計，其特征在于：所述的年度測量儀較佳地 為 DS18B20。
5. 如權利要求1所述的雙圓筒旋轉式粘度計，其特征在于：所述的主電動機的控制器 較佳地為霍爾元件A44E和小磁鋼，利用中斷觸發的方式測得主電機轉速。
6. 如權利要求1-5中任一項所述的雙圓筒旋轉式粘度計的使用方法，其特征在于：所 述的使用方法包括以下步驟：使用所述的雙圓筒旋轉式粘度計在相同測量條件下，測量不 同高度的電功率，再根據下的公式計算粘度：
(1) 其中：ω為主電機轉速，單位r/s ; 1:、12為兩轉筒高度； Pi、P2為對應的主電機消耗的電功率。
7. 如權利要求6所述的使用方法，其特征在于：在使用所述的雙圓筒旋轉式粘度計時， 進行系統調試。
8. 如權利要求6所述的使用方法，其特征在于：所述的系統的調試包括硬件測試和軟 件測試。
【文檔編號】G01N11/14GK104122172SQ201410363091
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】王金玉, 付光杰, 任爽, 劉超, 孔德健, 趙子明 申請人:東北石油大學