【摘要】 再通过霍尔效应传感器计算旋转磁场的频率,就可以在不直接接触的情况下实现转速和扭矩测量,继而计算出流体的粘度。
Rotational viscometers旋转粘度计。众所周知,物体在流体中转动所需的扭矩是流体粘度的函数,所以旋转粘度计通过测量旋转速度已知的圆盘在流体中所需要的扭矩,来计算流体的粘度,这就是它的工作原理。其中“Cup and bob”粘度计的工作原理是确定将在测试单元内剪切的样品的准确体积,测量并绘制其达到特定转速所需的扭矩。“cup and bob” 粘度计有两种经典的几何结构,即“Couette”和“Searle”结构,它们的区别在于“Cup and bob”粘度计是否旋转。在大多数情况下,旋转杯是最优选择,因为它可以减少泰勒旋涡的出现,但它在空气中很难做到精准测量。“Cone and Plate” 粘度计的构造是使用一个与平板裸露接触的极浅角锥。在此结构下,板下的切向速率保持在一定的精度,并对流动曲线进行反褶积;通过扭矩与角速度的关系图来直观的反映粘度。
Stabinger粘度计作为Couette旋转粘度计的改进型,能够有效的将运动粘度测定的高精度与较宽的测量范围结合起来。它的外圆柱体是一种管子,这种管子能在由温度控制的铜外壳中以恒定速度旋转。它的内筒为空心,其中有形状为锥形的转子,转子比填充样品轻,因此在离心力的作用下可以自由漂浮。这种结构完全避免了大多数旋转装置中不可避免的因素——轴承间的摩擦损失。旋转流体的剪切力驱动转子,而转子内部的磁铁与周围的铜外壳形成涡流制动器。转子的速度在驱动力和减速力之间慢慢建立了平衡,而这就是动态粘度的明确测量值。再通过霍尔效应传感器计算旋转磁场的频率,就可以在不直接接触的情况下实现转速和扭矩测量,继而计算出流体的粘度。
参考文献:
1、W. P. Mason, M. Hill: Measurement of the viscosity and shear elasticity of liquids by means of a torsionally vibrating crystal; Transactions of the ASME. In: Journal of Lubricating Technology. Band 69, 1947, S. 359–370.
2、Berthold Bode: Entwicklung eines Quarzviskosimeters für Messungen bei hohen Drücken. Dissertation der TU Clausthal, 1984.
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