在線(xiàn)粘度計的使用要求

目前，國內外很多廠(chǎng)家根據不同的在線(xiàn)粘度測量對象研究了許多不同的測量方法，現在比較常用的是力學(xué)法測量，力學(xué)粘度測量方法主要有，毛細管法、旋轉法、落球法、振動(dòng)法。最近還出現許多針對特殊被測流體和特殊測量要求的新型粘度測量技術(shù)。

（1）毛細管法流體流經(jīng)細管的流量與細管半徑的四次方成正比，而與流體的粘度成反比，因此，通過(guò)測量小細管內部流體流量和管徑的大小，就可以通過(guò)一定的關(guān)系得出流體的粘度。 毛細管測量法必須滿(mǎn)足如下條件，1.細管中流體的流動(dòng)狀態(tài)必須為層流狀態(tài)，即為平行線(xiàn)狀流動(dòng)2.毛細管為足夠長(cháng)的直管并且管徑均勻一致3.流體的體積不隨環(huán)境壓力的變化而變化4.附著(zhù)在毛細管壁的流體不存在滑動(dòng)現象5.流體為牛頓流體并且流速均勻一致。 由于毛細管測量法受上述條件的影響因此測量過(guò)程中容易出現毛細管被大顆粒堵塞的情況，而且要求流體為穩定流動(dòng)，同時(shí)，毛細管測量法在高溫環(huán)境下無(wú)法使用。

（2）旋轉法

旋轉法的主要原理是將進(jìn)入待測流體中的物體旋轉，或者是維持物體靜止而使物體周?chē)牧黧w作旋轉流動(dòng)時(shí)，由于存在剪應力作用，這些流體中的物體將會(huì )受到粘性力矩的作用。假若保證旋轉等條件相同，此時(shí)粘性力矩的大小將隨著(zhù)流體的粘度的變化而變化，通過(guò)測量粘性力矩的大小，即可按照一定的關(guān)系求出流體的粘度。 由于旋轉法的操作方式簡(jiǎn)單，適用面廣，因此在我國應用十分廣泛。但是旋轉法精度較低，對流體以及周?chē)鷾y量環(huán)境要求較高。

（3）落球法 假如一個(gè)小球在流體中運動(dòng)滿(mǎn)足如下基本條件1.流體為牛頓流體2.球為剛性球3.小球的運動(dòng)速度很緩慢并且為勻速運動(dòng)，則此時(shí)剛性小球在粘性流體中運動(dòng)所受到的粘性力與小球的速度以及流體的粘性有關(guān)。由小球的各項參數以及下落的距離和時(shí)間就能求出流體的粘度。落球法一般只適用于粘度較大并且較為透明的流體，適用范圍較窄，不適合道路瀝青粘度的在線(xiàn)測量。

   （4）振動(dòng)法 振動(dòng)法的原理是物體在流體中做扭轉運動(dòng)時(shí)，由于會(huì )受到流體粘性阻尼的作用，物體的振幅會(huì )衰減，補充由于流體粘性阻尼而損失的能量，使物體的振幅維持在與流

體作用之前的狀態(tài)，則這部分補充的能量與流體的粘度和密度有關(guān)。測量出這部分補充的能

量，則可以按照一定的關(guān)系求出流體的粘度。用振動(dòng)法測量流體粘度，響應速度很快，對安

裝以及測量環(huán)境的要求很低，即便在某些很苛刻的環(huán)境下也能得到所需要的測量精度適用面

廣，可靠性強，在高溫高壓下也能正常工作。

隨著(zhù)自動(dòng)化控制技術(shù)的高速發(fā)展，人們越來(lái)越不滿(mǎn)足從實(shí)驗室獲得粘度參數來(lái)控制產(chǎn)

品質(zhì)量， ND 振動(dòng)在線(xiàn)粘度計，就是專(zhuān)為在工藝現場(chǎng)直接測量粘度的在線(xiàn)分析儀器，由于粘度是衡量分子與分子之間剪切力的變化，在運動(dòng)狀態(tài)下測量，具有一定的難 度，HYND振動(dòng)在線(xiàn)粘度計采用一個(gè)固體棒狀元件，它工作在一定頻率下,沿其軸向方向旋轉振蕩，傳感器只有一個(gè)暴露的元件，允許流體在傳感器表面自由的流 動(dòng)。當該元件剪切流體時(shí)，它將因粘度阻力變化而損失能量，損失的能量被電子線(xiàn)路檢測。由處理器轉換成可顯示的粘度讀數。該儀器通過(guò)改變傳感器元件的形狀可 測量很稠、很粘的介質(zhì)，所以有很寬的粘度測量范圍。由于流體的剪切是用振動(dòng)來(lái)實(shí)現，沒(méi)有活動(dòng)部件、密封件和軸承?？蓮V泛應用于工業(yè)現場(chǎng)和實(shí)驗室的粘度精確 測量。

為了滿(mǎn)足用戶(hù)個(gè)性化需要，反應釜一般開(kāi)孔少，開(kāi)孔在頂部，離液面距離較遠，給粘度測量帶來(lái)麻煩，我公司為解決這個(gè)問(wèn)題，專(zhuān)門(mén)研制了插身長(cháng)的在線(xiàn)粘度計，可以在頂部直接插入液面，一般可做到500mm到4000mm，插入直徑89mm，可配dn100法蘭，供反應釜粘度在線(xiàn)測量和控制選用。

二、粘度應用：

對于粘性，人們很容易從諸如漿糊、膠水、油漆、蜂蜜、奶油、面糊這些熟悉的粘性液體感知，其實(shí)一切流體(包括水、酒精、血液、潤滑油、瀝青、面團、膏劑、化妝品、熔化或軟化的塑料、橡膠、玻璃、金屬甚至氣體等)都具有粘性，因為粘性是流體的基本特性，也就是說(shuō)，凡是流體都具有粘性。粘性是流體的內摩擦，是流體反抗形變(流動(dòng)是形變的形式之一)的特性。粘度是粘性的程度，是內摩擦力或流動(dòng)阻力的度量。 一、粘度測量的應用 流 體的粘性有時(shí)會(huì )給生活帶來(lái)不便，給生產(chǎn)帶來(lái)麻煩。例如把原油從油田輸送到千里之遙的港口、基地、煉油廠(chǎng)，如果原油粘度太大，輸送就很困難，要費很大的動(dòng) 力。但人們也利用流體的粘性應用于生產(chǎn)，例如將具有合適粘度的潤滑油加進(jìn)機器的轉動(dòng)部件之間，將固體之間極大的干摩擦變成液體內部很小的內摩擦，使機器得 以運轉自如。修理自行車(chē)滾珠軸承時(shí)，要加粘稠的黃油，就是利用潤滑脂靜止時(shí)為固態(tài)，運動(dòng)時(shí)為液態(tài)的特殊粘塑性能，將其置于敞開(kāi)狀態(tài)的軸承中，作為特定場(chǎng)合 下的潤滑劑等。粘度及其測量與人們生活、工農業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究密切相關(guān)。特別在石油、化工、輕工、建材、煤炭、冶金、交通、國防、航天等國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有 廣泛應用。  建 材、冶金工業(yè)中，粘度也是高溫熔體的重要物理特性及工藝參數。不同工藝條件下的玻璃粘度如果不合適，吹制出的顯像管及玻璃儀器就會(huì )出現扭紋、氣泡等不均勻 的劣質(zhì)品；采用液態(tài)排渣法的發(fā)電廠(chǎng)需要測定熔融狀態(tài)下煤渣粘度以達到順利排渣，金屬冶煉時(shí)熔體的粘度只有達到恰當值，金屬與礦渣才能分離，既保證金屬 質(zhì)量又能節省能源。  粘 度又是石油化工產(chǎn)品的重要質(zhì)量指標。各種石油產(chǎn)品的規格按粘度來(lái)分類(lèi)，并以它來(lái)檢查產(chǎn)品的合格率。因為石油產(chǎn)品的粘度在許多場(chǎng)合至關(guān)重要，如潤滑油及潤滑 脂的粘度關(guān)系工作零件的磨損、發(fā)動(dòng)機的靈活啟動(dòng)，如果粘度不合適，輕則機器不能正常運行、損壞機器，重則釀成嚴重事故，如交通事故、飛行事故等。煤油、柴 油等各種燃料要有合適的粘度才能在霧化器中得到充分霧化，達到最佳的燃燒效果，能源得到充分利用；瀝青要求具有使道路及建筑物易于施工，又要保證施工質(zhì)量 的粘度。

石油類(lèi)：石化產(chǎn)品，油氣生產(chǎn)，油品輸送，瀝青，泥漿淤泥，燃料油 ，聚合物驅 

化工類(lèi)：聚合物，樹(shù)脂 ， 溶劑，油墨顏料，潤滑劑，膠粘劑，

建材類(lèi)：油漆 ，陶瓷，涂料，玻璃工業(yè)  

食品類(lèi)：發(fā)酵產(chǎn)品，蜜餞糖果糖漿，食品加工 ，乳液，果汁果茶

造紙類(lèi)：淀粉制膠

冶金類(lèi)：礦物加工

水利：水處理  

電力工業(yè)

      制藥工業(yè) 

三、在線(xiàn)粘度計和實(shí)驗

早 期由于環(huán)境及設備問(wèn)題，對于粘度的測量，皆采取現場(chǎng)取樣方式，在經(jīng)由實(shí)驗室化驗、測試粘度值，所測得粘度值再經(jīng)由實(shí)驗室回饋給現場(chǎng)人員，以做為現場(chǎng)調整質(zhì) 量的依據，如此一來(lái)、一往的時(shí)間等待，往往影響產(chǎn)品產(chǎn)量，更有甚者，實(shí)驗室測得的粘度，一般皆為產(chǎn)品在最無(wú)干擾及最安定的條件下測得，其情況絕非現場(chǎng)生產(chǎn) 狀況的環(huán)境下，如溫度、壓力、流速、流體顆粒、攪拌速度…等復雜因素所測得的真實(shí)粘度值。以致于利用實(shí)驗室粘度值來(lái)做為產(chǎn)品質(zhì)量控制依據，易產(chǎn)生下列的缺 點(diǎn)：

回饋時(shí)長(cháng)

粘度值非生產(chǎn)狀況粘度值

產(chǎn)品質(zhì)量不穩定

浪費人力資源

單點(diǎn)粘度測量，較不具代表性

有 鑒于此，目前歐、美、日等先進(jìn)國家，對于實(shí)際工程和工業(yè)生產(chǎn)中，皆采取使用在線(xiàn)粘度計來(lái)直接監控產(chǎn)品粘度，通過(guò)在線(xiàn)測量過(guò)程中的液體粘度，可以得到液體流 變行為的數據變化，對于預測產(chǎn)品工藝過(guò)程的控制，如反應時(shí)間及產(chǎn)品質(zhì)量，有著(zhù)重要的指導價(jià)值。所以安裝有特點(diǎn)的在線(xiàn)粘度計，可以達到以下的優(yōu)點(diǎn)：

提升產(chǎn)品質(zhì)量

減少人力浪費，節省成本

不易產(chǎn)生次級不良品

可快速回收設備成本

提升公司

1、 實(shí)驗室粘度和在線(xiàn)粘度計測量粘度對比圖

                                        圖一

                          圖二

四、振動(dòng)在線(xiàn)測粘度原理

當圓筒、球、圓環(huán)等物體在流體中作自由旋轉振動(dòng)時(shí)，其振幅將受粘性力矩的作用而衰減，衰減系數與流體粘度有關(guān)，選流體振動(dòng)體為筒體 ，粘度的計算公式為:

μ=f/4πh/(1/R₁² -1/R₂²),其中，

μ：流體粘度

f：流體力阻

h：圓筒的高度

R₁：圓筒的外徑

R₂：圓筒的內徑

對儀器上述公式可簡(jiǎn)化為：μ=λδ

λ：儀器系數，由標定液得出

δ：振動(dòng)衰減系數

ND利用電磁振蕩波形衰減法測試粘度，原始信號正比于λδ。通過(guò)微處理器計算后輸出線(xiàn)性信號。

ND是一套高精度的流程粘度計，幾乎能適用于任何液體和量程

ND一般用SS316不銹鋼制作，也可以選用特殊材料。有適用于不同壓力溫度范圍的設計。也可以提供從罐中或管道中抽出的結構。

ND系列粘度計能滿(mǎn)足各種在線(xiàn)粘度測試的要求?？捎糜谂ｎD和非牛頓流體。在

非牛頓流體中精度會(huì )有所下降，但仍能保持很高的重復精度，一致地反映生產(chǎn)過(guò)程粘度變化。

牛頓流體（觸變性）流變曲線(xiàn)

非牛頓流體（觸變性）流變曲線(xiàn)圖：      

由 上圖可看出，在低剪切率下粘度值斜率越大，越容易體現粘度的變化區間，而在高剪切率下則粘度測量值變化較大，即斜率變化大。振動(dòng)式測量在線(xiàn)粘度計可以參考 實(shí)驗粘度計標準下物料粘度值作比對，由此得出的數據，在其他工藝條件發(fā)生變化時(shí)物料的粘度值變化時(shí)，能準確的反映出粘度來(lái)。  以保證穩定的測量。