粘度測量儀錶

粘度測量儀錶

粘度測量儀錶(viscometer)是在生產過程中連續測量各種流體物質流動特性的儀錶,又稱粘度計

粘度


粘度是流動物質的一種物理特性。當流體受外力作用而移動時,分子間的阻力或內摩擦力稱為粘度。按牛頓流體定律:當流體通過兩塊具有單位面積和相隔單位距離的平行平板之間時,同時兩塊平板在一定的剪切速率下相對移動時,必須要有某一種力來克服流體的剪切應力。剪切應力與剪切速率之比即為粘度係數η(泊):
η=t/D
式中τ(達因/厘米2)為剪切應力,D(1/秒)為剪切速率(或速度梯度dv/dr)。粘度係數η為一常數的流體稱為牛頓流體,否則稱為非牛頓流體

分類


生產流程中常用的粘度計有旋轉式粘度計、超聲波式粘度計和毛細管式粘度計。
旋轉式粘度計
一種具有轉動測量系統的粘度計。它的種類繁多:按測量參數可分為測轉矩式(轉速不變)和測轉速式(轉矩不變);按裝置結構不同可分為同軸圓筒式和錐板式。圖1為同軸圓筒結構的測轉矩式粘度計。當外筒以一定轉速旋轉時,測量內筒軸所受的扭轉力矩,即可表示粘度。它可測絕對粘度,適用於高溫高壓,常用於化學纖維、造紙、樹脂聚合物等工業生產。
超聲波式粘度計
由超聲波檢測元件和電子儀器組成(圖2)。當電子儀器輸出脈衝電流,激勵浸入被測液體中的鐵鈷釩彈片,由於磁致伸縮效應(見壓磁式感測器),產生了隨時間衰減的機械振動。由測量電路測定彈片在液體中的衰減速度即可表示液體的粘度。檢測元件耐溫達 300℃,還耐高壓和耐腐蝕。適用於化工、石油、造紙、橡膠、塑料、油漆和重油燃燒爐控制等。
毛細管式粘度計
採用毛細管測量流體粘度的儀錶。流體流過毛細管的行為由泊肅葉方程描述:
η= (πr的4次方pt)/(8lv)
式中η為粘度係數,r為毛細管半徑,l為毛細管長度,P為毛細管兩端的壓力差,v為流過液體的體積,t為流過時間。這種粘度計的測量方法有多種,可以測量一定體積的液體在一定壓差下流過毛細管的時間,也可以測量單位時間內在一定壓差下流出液體的體積,還可以規定一定的流量測量毛細管兩端的壓差。圖3中的粘度計由計量泵將被測液體按一定流量通過毛細管,再由差壓計測量毛細管兩端的壓差,即可表示出粘度值。毛細管粘度計的測量範圍較寬、精度較高、簡單易維護,可用於高壓,但對被測液體清潔度要求高。適於測量潤滑油、燃料油等。

應用


實際工程和工業生產中,經常需要在線檢測流體的粘度,以保證最佳的過程運行環境與產品質量,從而提高生產效益。通過在線測量過程中的液體粘度,可以得到液體流變行為的數據,對於預測產品工藝過程的工藝控制,輸送性以及產品在使用時的操作性有著重要的指導價值。液體的特性往往與產品的其他特性如顏色,密度,穩定性,固體成分含量和分子量的改變有關係,而檢測這些特性的最方便和靈敏的方法就是在線檢測液體的粘度。在生產過程中 根據工藝技術要求的範圍進行在線粘度檢測,可以最大限度的減少產品的報廢率和生產線的停工期.

感測器


FWS-2 型在線液體粘度感測器(以下簡稱感測器)主要用於在線實時監測低濃度液體的粘度變化。可廣泛應用於石油,化工,電力,冶金及國防等領域. 主要應用在:控制液體的霧化水平或流動性,油品調合的一致性和連續性,評估流體質量,監視和控制生產過程等方面。如粘合劑,化工製品,原油石油產品,油漆油墨塗料,聚合物。它不僅結構簡單,使用方便,而且響應快,價格低。具有簡潔的工業在線安裝形式。該感測器與控制室中的二次儀錶或控制器相連,還可以實現數據存儲、溫度補償及控制功能。