一种液体粘度测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种液体粘度测量装置，包括：激励单元、检测单元、采集单元以及处理单元；激励单元通过引线与检测单元连接；激励单元用于输出高频交流电激励检测单元；检测单元用于检测标准球形颗粒，并产生电容信号或电感信号；采集单元用于采集电容信号或电感信号，并将信号时间差输送至处理单元；处理单元用于通过信号时间差获得标准球形颗粒在微流道中的加速度及在检测单元的速度信息，计算得到待测液体的粘度数据。本发明专利技术利用相对介电常数原理及电磁感应原理检测通过检测单元的脉冲信号，设计多个传感模块并通过算法处理确定待测液体中标准球形颗粒的加速度，实时测量待测液体粘度，大程度消除测量误差，规避液体粘度测量过程中的人为影响。

【技术实现步骤摘要】
一种液体粘度测量装置
本专利技术涉及液体粘度测量
，具体而言，尤其涉及一种液体粘度测量装置。
技术介绍
流体粘度是流体流动过程中流层间由于相对运动产生内摩擦而对流动产生阻力的性质，是表征流体流动状态的参数。粘度测量在石油、化工等工业领域以及生物、医学等领域具有重要意义。例如在机械液压、润滑等系统中，油液粘度随系统中油温变化，且受系统中污染物属性、浓度等性质影响。粘度是流体的重要物理性质，是判断油液质量的重要参考指标，是油液运行劣化的重要警示指标。当油液粘度过小时，由于油膜强度下降，机械表面形成边界摩擦，设备表面间磨损加剧；当油液粘度过大时，设备表面间摩擦阻力增大，使得摩擦副磨损加剧，同时标志油品过度氧化衰变，添加剂逐渐失效。通过对油液粘度的测量，可直接监测油液状态，进而判断系统运行状况，实现对重大事故的预判，避免重大经济损失。因此，液体粘度测量对工业经济发展具有重大意义。当前，该领域对液体粘度测量的常用方法有落球法、转筒法以及毛细管法等。其中，落球法需使用停表等仪器，人为影响因素大，目前也有应用激光对准球体通过感光记录球体下落一定距离的时间，但难以对激光进行调节使其对准实验中大尺寸通道中的小尺寸球体，实验成功率低；转筒法匀速段不易确定，使得实验数据误差较大；当毛细管直径很小而测量的液体样品粘度过大时，测定结果则会产生较大误差。
技术实现思路
根据上述现有技术的粘度测量过程人为影响大、抗干扰性较弱、实验数据误差大、系统设计复杂且无法实时检测的技术问题，提供一种液体粘度测量装置。本专利技术主要利用相对介电常数原理，检测通过多个电容传感模块的电容脉冲信号或检测通过多个电感传感模块的电感脉冲信号，设计多个传感模块并通过算法处理确定待测液体中标准球形颗粒的加速度，实时测量待测液体粘度，大程度消除测量误差，规避液体粘度测量过程中的人为影响。本专利技术采用的技术手段如下：一种液体粘度测量装置，包括：激励单元、检测单元、采集单元以及处理单元；激励单元通过引线与检测单元连接；所述激励单元用于输出高频交流电激励检测单元；所述检测单元用于检测标准球形颗粒，并产生电容信号或电感信号；所述采集单元用于采集电容信号或电感信号，并将信号时间差输送至处理单元；所述处理单元用于通过信号时间差获得标准球形颗粒在微流道中的加速度及在检测单元的速度信息，计算得到待测液体的粘度数据。进一步地，所述检测单元通过模塑法嵌于芯片基体中；芯片基体包括：液体入口、液体出口、连通液体入口和液体出口的微流道；液体入口后方的微流道上还连通有标准球形颗粒添加口，液体出口前方的微流道上还连通有储液区。进一步地，所述检测单元包括电容传感模块和电感传感模块；电容传感模块和电感传感模块分别设置在所述标准球形颗粒添加口与所述储液区之间。进一步地，所述电容传感模块包括第一电容传感模块、第二电容传感模块以及第三电容传感模块；第一电容传感模块包括对置于微流道两侧的第一电容极板和第二电容极板；第二电容传感模块包括对置于微流道两侧的第三电容极板和第四电容极板；第三电容传感模块包括对置于微流道两侧的第五电容极板和第六电容极板；所述电感传感模块包括第一平面线圈、第二平面线圈以及第三平面线圈；第一平面线圈、第二平面线圈以及第三平面线圈分别设置在所述微流道的一侧。进一步地，所述第一电容传感模块、第二电容传感模块以及第三电容传感模块与采集单元的引线端并联连接，当检测单元检测到标准球形颗粒经过各电容传感模块时的电容信号，将检测到的电容信号全部显示于同一电容信号图中；所述第一平面线圈、第二平面线圈以及第三平面线圈与采集单元的引线端串/并联连接，当检测单元检测到标准球形颗粒经过各平面线圈时的电感信号，将检测到的电感信号全部显示于同一电感信号图中。进一步地，所述液体粘度测量装置还包括设置在所述液体入口处的驱动装置，用于向待测液体施加定压，以保证微流道内压力恒定，使液体的流动具有稳定的加速度。进一步地，所述标准球形颗粒添加口用于向微流道的待检液体中投注标准球形颗粒；进一步地，所述标准球形颗粒的密度大于待检液体的颗粒密度；电容传感模块所采用的标准球形颗粒的介电常数与待检液体的介电常数相差大；电感传感模块所采用的标准球形颗粒为能够引起电感传感模块原有磁场强度变化的金属颗粒。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供的液体粘度测量装置，能够提高液体粘度检测灵敏度，大程度规避粘度测量的人为影响，降低实验数据误差，实现液体粘度的实时监测且系统设计简单、操作简便。将该液体粘度检测装置应用于油液检测领域，可提高油液粘度检测灵敏度，从而准确检测油液状态，预判机械设备故障发生，降低含有液压油、润滑油系统的维护运营成本。基于上述理由本专利技术可在液体粘度测量等领域广泛推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术装置结构框图。图2为本专利技术一个实施例提供的芯片结构示意图。图3为本专利技术另一个实施例提供的芯片结构示意图。图4为本专利技术实施例提供的电容传感模块局部示意图。图5为本专利技术实施例提供的电容传感模块与采集模块并联连接图。图6为本专利技术实施例提供的电感传感模块局部示意图。图7为本专利技术实施例提供的电感传感模块与采集模块并联连接图。图8为本专利技术实施例提供的电感传感模块与采集模块串联连接图。图9为本专利技术实施例提供的电容式大介电常数颗粒电容信号波形示意图。图10为本专利技术实施例提供的电容式小介电常数颗粒电容信号波形示意图。图11为本专利技术实施例提供的电感式铁磁性金属颗粒电感信号波形示意图。图12为本专利技术实施例提供的电感式非铁磁性金属颗粒电感信号波形示意图。图中：1、芯片基体；2、驱动装置；3、液体入口；4、液体出口；5、储液区；6、微流道；7、标准球形颗粒添加口；8、标准球形颗粒；9、第一电容传感模块；9-1、第一电容极板；9-2、第二电容极板；10、第二电容传感模块；10-1、第三电容极板；10-2、第四电容极板；11、第三电容传感模块；11-1、第五电容极板；11-2、第六电容极板；12、第一平面线圈；13、第二平面线圈；14、第三平面线圈。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体粘度测量装置，其特征在于，包括：激励单元、检测单元、采集单元以及处理单元；激励单元通过引线与检测单元连接；/n所述激励单元用于输出高频交流电激励检测单元；/n所述检测单元用于检测标准球形颗粒，并产生电容信号或电感信号；/n所述采集单元用于采集电容信号或电感信号，并将信号时间差输送至处理单元；/n所述处理单元用于通过信号时间差获得标准球形颗粒在微流道中的加速度及在检测单元的速度信息，计算得到待测液体的粘度数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种液体粘度测量装置，其特征在于，包括：激励单元、检测单元、采集单元以及处理单元；激励单元通过引线与检测单元连接；
所述激励单元用于输出高频交流电激励检测单元；
所述检测单元用于检测标准球形颗粒，并产生电容信号或电感信号；
所述采集单元用于采集电容信号或电感信号，并将信号时间差输送至处理单元；
所述处理单元用于通过信号时间差获得标准球形颗粒在微流道中的加速度及在检测单元的速度信息，计算得到待测液体的粘度数据。


2.根据权利要求1所述的液体粘度测量装置，其特征在于，所述检测单元通过模塑法嵌于芯片基体中；芯片基体包括：液体入口、液体出口、连通液体入口和液体出口的微流道；液体入口后方的微流道上还连通有标准球形颗粒添加口，液体出口前方的微流道上还连通有储液区。


3.根据权利要求1所述的液体粘度测量装置，其特征在于，所述检测单元包括电容传感模块和电感传感模块；电容传感模块和电感传感模块分别设置在所述标准球形颗粒添加口与所述储液区之间。


4.根据权利要求3所述的液体粘度测量装置，其特征在于，所述电容传感模块包括第一电容传感模块、第二电容传感模块以及第三电容传感模块；第一电容传感模块包括对置于微流道两侧的第一电容极板和第二电容极板；第二电容传感模块包括对置于微流道两侧的第三电容极板和第四电容极板；第三电容传感模块包括对置于微流道两侧的第五电容极板和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪朋，史皓天，于爽，孙玉清，陈海泉，李文华，李国宾，张兴明，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21