带桨叶型转子的旋转粘度计及其测量颗粒流体粘度的方法
【专利摘要】一种带桨叶型转子的旋转粘度计及其测量颗粒流体粘度的方法。旋转粘度计包括扭矩传感器、支架、升降机构、转杆、转头、试样室、桨叶型转子、试验台、信号线、控制机构，桨叶型转子固定在转头上，转头通过转杆与扭矩传感器连接，扭矩传感器设置在升降机构的支架上，扭矩传感器和升降机构由控制机构控制。使用方法包括：扭矩传感器旋转带动桨叶型转子旋转，桨叶型转子在颗粒流体中旋转受到颗粒流体的剪切应力，扭矩传感器将感应到的扭矩变化通过电信号传递给控制机构，通过测得的扭矩可以计算出颗粒流体的粘度。本发明的优点在于可以准确测量常温下各种颗粒流体的粘度值，精度高，重复性好，而且测量速度快，结构简单，成本低，使用寿命长，生产效率高。
【专利说明】带楽叶型转子的旋转粘度计及其测量颗粒流体粘度的方法
【技术领域】:
[0001]本发明属于检测【技术领域】，特别涉及一种能测量颗粒流体粘度的仪器及测量方法。
【背景技术】:
[0002]自然界的物质可分为固、液、气和等离子四态(或四相)。其中，液体气体和等离子体被称为流体，这是因为它们在不加任何外力的条件下就可以变形。当流体中含有大量细小固体颗粒，且流动速度足够大时，固体颗粒的流动类似于流体即固体颗粒可以被视为伪流体(或似流体)，与液体气体和等离子体一起作为流体的流动问题来处理。因而，颗粒流体体系是自然界和工业中的一种最普遍的现象，在无形中影响着人类的生存和生活环境。随着科技的不断发展，对于颗粒流体的研究也不断深入，因此关于颗粒流体的表征，也开始受到科研工作者的重视。
[0003]目前，关于颗粒流体的表征很少，而对于反映流体特征的粘度系数即颗粒流体粘度的表征却没有，粘度是颗粒流体的一项重要物理性质和技术指标，准确测定其粘度在工业和科学研究中的许多领域具有重要意义。此外，要突破对颗粒流体粘结失流现象的认识，则对于颗粒流体粘性系数的表征即颗粒流体的粘度测定至关重要，因此找到测定颗粒流体粘度的仪器和计算方法对于颗粒流体粘度的研究具有重要意义。
[0004]当前国内有多种测量粘度的仪器设备，但多数用于测量常温或者高温液体的粘度，关于颗粒流体的粘度测量的仪器设备则相对较少。国内目前主要的旋转粘度仪的转子以圆柱形为主，将圆柱形转子放入颗粒流体中旋转，旋转一定时间后，转子的旋转将不会受到颗粒流体的剪切应力，因此不能准确测量颗粒流体粘度。
[0005]
【发明内容】
:
[0006]本发明的目的是克服现有技术的不足，针对现有旋转粘度仪进行改进，提供一种带桨叶型转子的旋转粘度计及用其测量颗粒流体粘度的方法。
[0007]本发明是通过以下技术方案解决的:
[0008]一种带桨叶型转子的旋转粘度计，包括扭矩传感器、支架、升降机构、转杆、转头、试样室、桨叶型转子、试验台、信号线、控制机构，其特征是，桨叶型转子固定在转头上，转头通过转杆与扭矩传感器连接，扭矩传感器设置在升降机构的支架上，扭矩传感器和升降机构由控制机构控制；上述带桨叶型转子的旋转粘度计，其扭矩传感器旋转带动桨叶型转子旋转，桨叶型转子在颗粒流体中旋转受到颗粒流体的剪切应力，扭矩传感器将感应到的扭矩变化通过电信号传递给控制机构，通过控制机构读出扭矩可以计算出颗粒流体的粘度，从而完成颗粒流体粘度的测量。
[0009]上述带桨叶型转子的旋转粘度计，所述的桨叶型转子，叶面与水平面有一定夹角Θ，夹角Θ控制在5° —10°之间。
[0010]上述带桨叶型转子的旋转粘度计，所述桨叶型转子通过转头和转轴与扭矩传感器同轴连接，保证了桨叶型转子均匀的受到颗粒流体的剪切应力，同时将边界效应和末端效应的影响降到最小。
[0011]上述带桨叶型转子的旋转粘度计，所述的扭矩传感器是变速扭矩传感器，由控制机构控制，可根据需要测量的转速不同，能够以预先给定的尤其是恒定转速的条件下测量颗粒流体的粘度，同时在测量过程中也可以根据测量需要实时调节转速。
[0012]上述带桨叶型转子的旋转粘度计，所述的扭矩传感器为可更换式扭矩传感器，根据实际测量需要选择更换不同量程的扭矩传感器。
[0013]上述带桨叶型转子的旋转粘度计，所述的升降机构通过信号线与控制机构连接，由控制机构可以准确控制桨叶型转子进入试样室的深度，因此可以准确测定试样室内不同深度处颗粒流体的粘度。
[0014]上述带桨叶型转子的旋转粘度计，所述的控制机构可以实时在线控制扭矩传感器的转速，也可以实时显示扭矩传感器的转速和桨叶型转子在颗粒流体中受到的力矩。
[0015]用上述带桨叶型转子的粘度计测量粘度的方法，步骤如下:
[0016](I)预测颗粒流体的粘度，选择量程适合的扭矩传感器，将扭矩传感器紧固在支架上，并用信号线与控制机构连接；
[0017](2)把桨叶型转子与转头连接，转头通过转杆与扭矩传感器连接；
[0018](3)启动升降机构，将桨叶型转子下降进入试样室，根据实际测量需要选择桨叶型转子末端距离试样室底部的距离；
[0019](4)将所测颗粒流体加入试样室内，颗粒流体的体积不超过试样室的四分之三；
[0020](5)开启扭矩传感器，设置转速，扭矩传感器通过转杆和转头带动桨叶型转子在颗粒流体中转动，通过控制机构读出测定的扭矩，再根据扭矩与粘度的计算公式(I )得出相应的粘度值
[0021]
【权利要求】
1.一种带桨叶型转子的旋转粘度计，其特征是，包括扭矩传感器(I)、支架(2)、升降机构(3)、转杆(4)、转头(5)、试样室(6)、桨叶型转子(7)、试验台(8)、信号线(9)、控制机构(10)，桨叶型转子固定在转头上，转头通过转杆与扭矩传感器连接，扭矩传感器设置在升降机构的支架上，扭矩传感器和升降机构通过信号线与控制机构连接，由控制机构进行控制，试验台在支架正下方，试样室置于试验台上。
2.根据权利要求1所述的带桨叶型转子的旋转粘度计，其特征在于:所述的桨叶型转子，桨叶型转子叶面与水平面的夹角为θ，Θ控制在5° —10°之间。
3.根据权利要求1所述的带桨叶型转子的旋转粘度计，其特征在于:桨叶型转子通过转头和转杆与扭矩传感器同轴连接。
4.根据权利要求1所述的带桨叶型转子的旋转粘度计，其特征在于:所述的扭矩传感器是转速可调可更换式扭矩传感器。
5.根据权利要求1所述的带桨叶型转子的旋转粘度计测量粘度的方法，其特征是，步骤如下: (1)预测颗粒流体的粘度，选择量程适合的扭矩传感器，将扭矩传感器紧固在支架上，通过信号线与控制机构连接； (2)把桨叶型转子与转头连接，转头通过转杆与扭矩传感器连接； (3)启动升降机构，将桨叶型转子下降进入试样室，根据实际测量需要选择桨叶型转子末端距离试样室底部的距离； (4)将所测颗粒流体加入试样室内，颗粒流体的体积不超过试样室的四分之三； (5)开启扭矩传感器，设置转速，扭矩传感器通过转杆和转头带动桨叶型转子在颗粒流体中转动，通过控制机构读出测定的扭矩，再根据扭矩与粘度的计算公式(I )得出相应的粘度值，
【文档编号】G01N11/14GK103528925SQ201310466944
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】张延玲, 郭占成, 安卓卿, 李琦 申请人:北京科技大学