石油粘度测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及液体粘度测量领域，具体涉及一种石油粘度测量装置及测量方 法。
【背景技术】
[0002] 作为石油产品中一个重要的指标，粘度的性质对于油生物的分解能力是至关重要 的。在日常生活中，粘度对于石油衍生出来的各种产品的质量，性能，用途有着十分重要的 意义，同时也是决定石油产品流动特性好坏的一个关键性因素。当液体的粘度偏大时候，液 体油膜就会大，液体在某些方面的性能会很好，比如润滑；当液体粘度偏小时候，无法形成 足够大或者厚的油膜，就是增大摩擦力，对于长期使用油的机械是一种毁坏。
[0003] 液体的运动粘度是在等温等压的环境下，液体粘度与自身密度之间的关系比值， 所指的就是液体处于稳定流动时候所产生内部摩擦力。这种性质很广泛的用于测定柴油， 润滑油等等石油衍生产品，甚至是一些橡胶或者原油。出国内无论是粘度的测量装置还是 测量理论都与国外的产品有着很大的差距，自动化的程度不够，测量范围也有很大差距，硬 件设备的不够完善直接影响的测量的效率和测量的精度。虽然国内的一些研究机构对于测 量仪器在一定程度上进行了技术的改进，让一些设备仪器具备了自动测量的功能，但是这 样做的成本花费很高而且第二次进行开发的潜在可能性不大，很难在各种各样的环境下对 于不同液体进行测量。对于大型企业或者跨国外企而言，引进国外技术或者是设备没有多 大问题，但是对于自主企业或者国内中小型企业而言，过多的引进虽然能够提高效率比，增 加市场竞争力，达到更高的精度，但是进口的设备不但价格昂贵，而且维修费用高，不但会 浪费现有设备，还会增加隐形的支出。因此在国内现有的技术上，开发出精度高，成本低，全 自动的粘度测量装置就变得很有意义。
[0004] 现在无论轻重工业中都运用十分广泛的毛细管方法是利用一个温度不变的毛细 管，将待测定的液体灌入，因为毛细管自身的两端有一定的气压差，流体就会朝向毛细管设 备的底部流动，流体流满毛细管所要用的时间t，是一个体现粘度的关键性物理量，在多次 测量以后，统计出时间的平均值，紧接着依据毛细管的自身的参数（每根毛细管均有一已 知的参数值），代入到求粘度的公式里，通过计算便可获得相应流动液体的粘度值。测量过 程中，环境的温度设定，流体运动间隔的时间计时和计算粘度值都是人工操作来完成的。同 时，这一类型的粘度计因为本身结构为自重式，测量的主体十分局限，必须是标准的牛顿流 体，并且这种粘度计对于测量的环境十分苛刻，多数情况要有一定型号的恒温装置来帮忙， 一般只能用于工厂检验室，其测量过程为手工操作，对测得的数据还要做大量的运算处理。
[0005] 在工业自动化生产的需求日益提高的今天，利用工人来测量所导致弊端已经暴露 的异常明显。如，实验过程的时候测量人员必须手动的对仪器进调试，如此的话就会要求测 量工人要有十分过硬的技术，在计数的过程中太过于依靠人工手动，过程不仅繁琐，而且降 低了准确度，对于最后粘度的计算准确度也有很大的不确定因素，不仅如此，在测量数据管 理方面也加大了测量人员的工作量。 【实用新型内容】
[0006] 针对上述现有技术中的不足，本申请通过提供一种石油粘度测量装置，包括牵引 机构、转动机构、检测机构以及控制机构，所述牵引机构为电磁铁，该电磁铁包括衔铁和复 位弹簧，且在所述控制机构的控制下启动，所述转动机构的上端连接所述衔铁，转动机构的 下端设置于待测油体中，转动机构的中间设置有一支撑轴，所述衔铁在电磁铁的吸力牵引 下可带动所述转动机构沿所述支撑轴转动，所述检测机构用于检测所述转动机构的转动角 度或/和转动位移或/和转动时间，所述控制机构用于控制所述牵引机构启动，并根据所述 检测机构所检测到的参数计算待测油体的粘度。
[0007] 本申请采用以下技术方案予以实现：
[0008] -种石油粘度测量装置，包括牵引机构、转动机构、检测机构和控制机构，其中：所 述牵引机构为电磁铁，该电磁铁包括衔铁和复位弹簧，且在所述控制机构的控制下启动；所 述转动机构的上端连接所述衔铁，转动机构的下端设置于待测油体中，转动机构的中间设 置有一支撑轴，所述衔铁在电磁铁的吸力牵引下可带动所述转动机构沿所述支撑轴转动； 所述检测机构用于检测所述转动机构的转动角度或/和转动位移或/和转动时间；所述控 制机构用于控制所述牵引机构启动，并根据所述检测机构所检测到的参数计算待测油体的 粘度。
[0009] 作为一种优选的技术方案，所述转动机构为一根圆柱形的杜杆。
[0010] 作为一种优选的技术方案，所述检测机构为超声波传感器，用于检测所述杠杆从 最近点转动到最远点所用的时间。
[0011] 作为一种优选的技术方案，所述检测机构为红外传感器或压力传感器，用于检测 所述电磁铁启动到所述衔铁与所述电磁铁接触所经历的时间。
[0012] 通电后确保电磁铁对衔铁产生恒定的吸力，该衔铁向电磁铁方向做横向移动，带 动所述杠杆绕支撑轴做定轴转动，使得杠杆下端在油体中移动，所述超声波传感器设置于 该杠杆上端的另一侧，所述控制机构控制电源的通断以及控制所述超声波传感器测得杠杆 从最近点转动到最远点所用的时间，或者控制红外传感器或压力传感器检测所述电磁铁启 动到所述衔铁与所述电磁铁接触所经历的时间。
[0013] 由于电磁铁吸力恒定，且该石油粘度测量装置中电磁铁、杠杆以及衔铁的位置固 定不变，电磁铁与衔铁吸合后，杠杆转动的角度是一个固定值，杠杆在不同粘度的油体中因 受到的粘性阻力不同导致其运动时间是不同的，根据建立的数学模型，确定出杠杆运动相 同距离所用的时间变化量与油体粘度间的关系式，从而得到待测油体的运动粘度。
[0014] 上述装置的测量方法，按照以下步骤进行：
[0015] S1 :将待测油体盛入半径为R的圆形容器中，且在其上方垂直设置一长度为L、半 径为^、质量为m的圆柱形杠杆，该杠杆下端设置于待测油体中，中间设置有一支撑轴，支撑 轴以上的杜杆长度为Q，支撑轴以下的杜杆长度为l 2，浸入到待测油体中的杜杆长度为l3;
[0016] S2:在所述杠杆的上端设置一电磁铁，该电磁铁包括衔铁和复位弹簧，所述衔铁与 杠杆的上端相连，该衔铁在电磁铁的吸力牵引下可带动所述杠杆沿所述支撑轴转动，电磁 铁的启动时间受控制机构控制，且吸力为h，复位弹簧的倔强系数为k ;
[0017] S3 :控制机构控制电磁铁启动，使得杠杆转动角度为Θ，并利用检测机构检测杠 杆转动Θ角度的时间为t;
[0018] S4 :控制机构通过求解以下微分方程来计算待测油体的粘度ri，其中ω为杠杆转 动的角速度，微分方程为： 「00191
[0020] 进一步地，步骤S3中利用超声波传感器测量杠杆运动距离，再根据运动距离求得 杠杆转动角度Θ，求运动距离的具体步骤为：
[0021] S31 :超声波传感器控制口发出大于等于10 μ s的高电平，并开始计时；
[0022] S32:判断接收端口是否输出高电平，如果是，则进入步骤S33,否则，继续执行步 骤 S32 ;
[0023] S33 :停止计时，并读取计数器的值Τ ; CT
[0024] S34:根据公式?/ = γ计算出杠杆运动的距离d，其中C为超声波在大气中的速 2 度，T为超声波脉冲的往返时间。
[0025] 与现有技术相比，本申请提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：该实用新型 实现了全自动测量，使得测量精度高，且成本低，易于推广应用。
【附图说明】
[0026] 图1为本实用新型的石油粘度测量装置结构示意图；
[0027] 图2为本实用新型的杠杆运动示意图。
【具体实施方式】
[0028] 本申请实施例通过提供一种石油粘度测量装置及测量方法，包括牵引机构、转动 机构、检测机构以及控制机构，所述牵引机构为电磁铁，该电磁铁包括衔铁和复位弹簧，且 在所述控制机构的控制下启动，所述转动机构的上端连接所述衔铁，转动机构的下端设置 于待测油体中，转动机构的中间设置有一支撑轴，所述衔铁在电磁铁的吸力牵引下可带动 所述转动机构沿所述支撑轴转动，所述检测机构用于检测所述转动机构的转动角度或/和 转动位移或/和转动时间，所述控制机构用于控制所述牵引机构启动，并根据所述检测机 构所检测到的参数计算待测油体的粘度。
[0029] 为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对 上述技术方案进行详细的说明。
[0030] 实施例
[0031] -种石油粘度测量装置，包括牵引机构、转动机构、检测机构和控制机构，其中：所 述牵引机构为电磁铁，该电磁铁包括衔铁和复位弹簧，且在所述控制机构的控制下启动；所 述转动机构的上端连接所述衔铁，转动机构的下端设置于待测油体中，转动机构的中间设 置有一支撑轴，所述衔铁在电磁铁吸力的牵引下可带动所述转动机构沿所述支撑轴转动； 所述检测机构用于检测所述转动机构的转动角度或/和转动位移或/和转动时间；所述控 制机构用于控制所述牵引机构启动，并根据所述检测机构所检测到的参数计算待测油体的 粘度。