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传感器与微系统( Transducer and Microsystem Technologies)
2010年第29卷第11期
基于电磁学的液体粘度测量方法研究
郭绍兵',赵美蓉,陈舟圣2,王臣2,宋乐,王俊丰
(1.天津大学精密測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。该粘度测量装置结构简单,易于实现,由一对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:100039787(2010)11-0070-02
Study on the measuring methods of liquid viscosity
based on electromagnetics
GUO Shao-bing ZHAO Mei-rong, CHEN Zhou-sheng, WANG Chen?, SONG L, WANG Jun-feng
1. State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments, Tianjin University
Tianjin 300072, China
2. Oilfield Engineering Research Institute, CNOOC Energy Technology Services, Tianjin 300452, China
Abstract A set of liquid viscosity measurement device is designed, based on the principle of electromagnetism
The measuring principle is introduced and a measurement prototype is built up. Several common liquid is tested
with it. The results show that the measured data have good correlation with the liquid viscosity, reflect the liquid
viscosity. The structure of the viscosity measuring device is simple, easy to realize. The viscosity measuring device
consists of a magnetic piston in control of a pair of electromagnetic coil in fluid. It can acquire the liquid viscosity
through the measurement of the reciprocating motion time of piston
Key words: viscosity measurement; electromagnetic induction; reciprocating motion; on-line
0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业领域具有十分重要的意最装置内部有一个圆柱形永久磁铁作为活塞。2个线圏交
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米越重要的作用
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,液体粘度的传统测量方法主要有毛细管法、落球动的。在活塞周围充人流体,流体越粘,活寨运动越慢。
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1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
,线A
信号
法2。这种新型测量方法的主要部件只有2个电磁线圈
?线隅B
单元
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リ。
总体结构与原理
图1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
Fig 1 Principle diagram of structure
收稿日期:2010-03-26
来基金项目:国家科技重大专项基金资助项目(2008ZX05024-02