基于电磁学的液体粘度测量方法研究.pdf

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1、70传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第l1期基于电磁学的液体粘度测量方法研究郭绍兵，赵关蓉，陈舟圣，王臣，宋乐，王俊丰(I．天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072；2．中海油能源发展股份有限公司采油工程研究院，天津300452)摘要：基于电磁学原理，设计了一种液体粘度测量装置，介绍了其测量原理，搭建了测量装置，并对几种常见液体进行了测试实验。实验结果表明：测得的数据与液体粘度具有良好的相关性，反映了液体的粘度。该粘度测量装置

2、结构简单，易于实现，由-x~电磁线圈控制磁性活塞在液体中往复运动，通过测量活塞的运动时间来获取液体粘度。关键词：粘度测量；电磁感应；往复运动；在线中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)11-0070--02S~tudy0nthemeasuringmethodsofliquidviscositybased0nelectromagneticsGUOShao—bing，ZHAOMei—rong，CHENZhou—sheng，WANGChen，SONGLe，WANGJun—feng(1．St

3、ateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyandInstruments，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2．OilfieldEngineeringResearchInstitute，CNOOCEnergyTechnology&Services，Tianjin300452，China)Abstract：Asetofliquidviscositymeasurementdeviceisdesigned，basedontheprinc

4、ipleofelectromagnetism．Themeasuringprincipleisintroducedandameasurementprototypeisbuihup．Severalcommonliquidistestedwithit．Theresultsshowthatthemeasureddatahavegoodcorrelationwiththeliquidviscosity，reflecttheliquidviscosity．Thestructureoftheviscositymeasuringdev

5、iceissimple，easytorealize．Theviscositymeasuringdeviceconsistsofamagneticpistonincontrolofapairofelectromagneticcoilinfluid．Itcanacquiretheliquidviscositythroughthemeasurementofthereciprocatingmotiontimeofpiston．Keywords：viscositymeasurement；electromagneticinduct

6、ion；reciprocatingmotion；on—line0引言头部分组成。该测量装置两端分别安装一个电磁线圈，测液体粘度的测量在目前的工业领域具有十分重要的意量装置内部有一个圆柱形永久磁铁作为活塞。2个线圈交义。粘度是表征流体性质的一个重要物理量，是液体的重替通电，其中一线圈通电时，活塞因受到电磁力驱动而运要物理性质和技术指标之一，它的测量在石油、化工、国防、动，运动到某一位置时另一线圈便会产生感应电压。此时医学和煤炭等国民经济中发挥着越来越重要的作用。两线圈切换通电状态，从而使得活塞在线圈之间往复运目前，液体粘

7、度的传统测量方法主要有毛细管法、落球动[5‘。在活塞周围充人流体，流体越粘，活塞运动越慢。法、旋转法。其中，市场上以旋转粘度计最为普遍。这由信号采集处理单元测得活塞往复运动的时间，便可以反些粘度测量仪器比较笨重，不便携带，仪器制造成本高，而映出流体的粘度。且，响应时间长，难以实现实时监控。图l为该方法的结构原理示意图。本文提出了一种基于电磁学原理的新型粘度测量方法_2j。这种新型测量方法的主要部件只有2个电磁线圈和1个运动活塞，能够适应较恶劣的环境，可以实现在线测量，有望填补我国在这方面技术的空白。1总体结构与原理图1

8、结构原理示意图本测量装置主要由信号产生单元、信号处理单元和探Fig1Principlediagramofstructure收稿日期：2010-03-26基金项目：国家科技重大专项基金资助项目(2o08zx05O242)第l1期郭绍兵，等：基于电磁学的液体粘度测量方法研究712系统设计进行处理，其中，定时器1作为波特率发生器。且当长