一种粘度检测装置及其检测方法与流程

本发明涉及粘度检测，具体涉及一种粘度检测装置及其检测方法。

背景技术：

1、粘度是衡量液体抵抗流动能力的一个重要的物理参数粘度的测量和石油，化工，电力，冶金及国防等领域的关系非常密切，是工业过程控制，提高产品质量，节约与开发能源的重要手段。在物理化学，流体力学等科学领域中，粘度测量对了解流体性质及研究流动状态起着重要的作用。

2、目前测定液体粘度的诸多方法和仪器中，以落球法(亦称斯托克斯法)最为简单易行且应用普遍，该方法是在一个垂直放置的玻璃量筒中盛满待测液体，再根据已知的小球直径、量筒直径、小球的密度和液体的密度参数，并利用小球在液体中处于重力、浮力、粘滞力到合力为零时到匀速运动，运用斯托克斯公式计算得出液体的粘度。

3、现有常规的粘度检测操作是先去现场取样，再把样品送往实验室进行测定。这样操作一方面浪费人力物力，一方面又浪费了原料。且有些物料见到空气容易受污染，产生变质会导致测定失准，因此近年来还采用有在线粘度检测技术，其主要包括有振动式和旋转式两种在线粘度计；

4、振动法的原理是传感器探头在流体中做固定频率的振幅运动，由于会受到流体粘性阻尼的作用，探头的振幅会衰减，补充由于流体粘性阻尼而损失的能量，使探头的振幅维持在与流体作用之前的状态，则这部分补充的能量与流体的粘度有关，测量出这部分补充的能量，则可以按照设定的比例关系求出流体的粘度；

5、旋转法的原理是将进入待测流体中的检测部件旋转，或者是维持检测部件静止，而使物体周围的流体作旋转流动时，由于存在剪应力作用，这些流体中的检测部件将会受到粘性力矩的作用，假若保证旋转等条件相同，此时粘性力矩的大小将随着流体的粘度的变化而变化，通过测量粘性力矩的大小，即可按照粘度公式求出流体的粘度；

6、而现有的此类在线检测技术存在如下缺点，振动法不能控制剪切率，粘度随物料粘度变化而变化，对非牛顿流体无意义，单点测量受环境振动影响较大；旋转法可改变转速以评价流体流变性，适用任何流体，但是其设备造价较高，清洗麻烦，且检测过程步骤繁琐，精度较差，而目前测定液体粘度最常见的落球法受到取样步骤的技术局限，应用在线监测的进展不大。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种粘度检测装置及其检测方法，将检测设备直接安装于流体输送管道中，能够通过落球法实时检测物料粘度，检测便捷，且无需向外取样，节省了传统测试方法的取样时间，不影响物料的正常输送，更重要的是保证测试物料不变质，避免了测试物料的浪费，为今后智能制造提供了一个在线粘度测试解决方案，详见下文阐述。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明提供的一种粘度检测装置，包括输料管、落球室和测量室，所述落球室和所述测量室分别设置于所述输料管外部上下侧，所述落球室和所述测量室竖向对应且均与所述输料管相连通，所述输料管两端均转动设置有能够支撑该输料管带动落球室和测量室一体旋转的法兰接头；

4、所述落球室内部设置有测试球，所述落球室顶侧可拆卸设置有能够磁吸固定所述测试球的控制盘，所述测量室中部纵向贯穿有两组竖向排列的观测孔，且所述观测孔内部封闭设置有透明材质的观察窗结构。

5、作为优选，所述法兰接头与所述输料管相接处设置有支撑所述输料管密封旋转的密封轴承，所述落球室一侧的所述输料管上竖向贯穿有约束孔。

6、作为优选，所述约束孔内侧的所述输料管内部设置有引导组件，所述引导组件包括横向同轴穿设于所述输料管内部的芯管，所述芯管与所述输料管间隙配合，且所述芯管两端部外侧均固定有横向滑动密封配合所述输料管内壁的密封圈。

7、作为优选，所述芯管中部固定有竖向延伸的保持管，所述保持管上下两端部均设置有平齐抵紧所述落球室和所述测量室开口的管沿，保持管外径小于所述芯管内径，所述芯管上下侧均固定有竖向穿出所述约束孔的约束杆，所述约束杆与所述约束孔间隙配合。

8、作为优选，两组所述约束杆外端部固定有圆环状的操作环，所述输料管靠近所述引导组件一端外侧设置有固定环，所述操作环外侧设置有套设于所述输料管外侧并抵紧于所述固定环端面的弹簧。

9、作为优选，所述测量室、所述保持管和所述落球室内径相等且均为所述测试球直径的5～10倍，所述测试球为可磁吸连接所述控制盘的钢球，该测试球直径为11～15.8mm，所述控制盘底侧固定有螺纹配合所述落球室顶部开口的圆环状凸沿。

10、作为优选，所述输料管端部外侧设置有调节组件，该调节组件与所述落球室之间的所述输料管外侧固定有承托环，所述调节组件包括套设于所述输料管外侧并与该输料管间隙配合的调节环，所述法兰接头与所述承托环之间的所述输料管外部上下侧均横向设置有导向槽，所述调节环内部上下侧均设置有横向滑动配合所述导向槽的导向块。

11、作为优选，所述调节环外侧前后对称固定有两组横向延伸的锁杆，所述法兰接头端面固定有两组插接锁定所述锁杆的锁筒，该锁筒与锁杆间隙配合，所述调节环外侧设置有套设于所述输料管外侧并抵紧所述承托环的复位簧。

12、作为优选，所述测量室外侧设置有检测组件，该检测组件包括两组箍紧固定于所述测量室外圆周侧的抱箍，两组所述抱箍中部均竖向固定有安装板，所述测量室前侧的所述安装板两端对应观测孔设置有两组光电发射端，且所述测量室后侧的所述安装板两端对应观测孔设置有两组光电接收端，两组所述抱箍端部相接处固定连接有锁紧螺栓。

13、所述粘度检测装置的检测方法，包括以下步骤：

14、a、预先将输料管两端的法兰接头接入流体生产输送系统中，初始状态下确保落球室位于输料管上方状态，同时确保控制盘对测试球保持磁吸固定状态，之后向靠近固定环方向推动操作环，利用操作环带动约束杆以及芯管横移，同时弹簧产生压缩，当芯管端部与落球室以及测量室开口重叠并连通时，此时输料管可直接与测量室以及落球室相连通，通过输料管输送的物料灌入落球室以及测量室内，当测量室充满待测流体后，松开操作环以利用弹簧顶推引导组件整体复位，从而将芯管端口再次与落球室以及测量室错开封闭，进而将测量室以及落球室均与芯管保持隔离状态；

15、b、落球室通过保持管连通所述测量室，此时输料管通过芯管内部与保持管外侧之间形成的通道进行流体物料的正常输送，确保输料管的物料横向输送动作不会对落球检测动作造成影响，当测量室内部储存且与输料管保持隔离的待测流体保持平静后，通过控制盘松开测试球使其沿保持管自由下落到测量室中，通过检测组件记录测试球经过两组观测孔的间隔时间，利用斯托克斯法计算得出流体粘度；

16、c、测试完成后，在两组法兰接头支撑下将输料管上下翻转，并再次推动操作环带动约束杆和芯管横移，将弹簧压缩，从而将芯管端部与落球室以及测量室连通，以在上下翻转后将测量室内部的物料排入输料管的正常输送管道中，完成现场检测过程。

17、有益效果在于：本发明通过将检测设备直接安装于流体输送管道中，能够通过落球法实时检测物料粘度，检测便捷，且无需向外取样，节省了传统测试方法的取样时间；

18、检测过程不影响物料的正常输送，更重要的是保证测试物料不变质，避免了测试物料的浪费，为今后智能制造提供了一个在线粘度测试解决方案。