【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液体粘度测量，具体涉及一种液体粘度测量装置及方法。
技术介绍
1、液体的粘度是重要的流体动力学参数，液体在不同压力、温度条件下的粘度变化幅度较大，粘度在数值仿真计算中，对计算结果的准确性具有十分重要的影响。目前测定液体粘度的仪器通常有两种，一是利用旋转法原理通过测量流体作用于转子的粘性力矩或转子的转速来确定流体的粘度，该方法不能测量高压下液体的粘度。二是以落球法来测定液体粘度的方法，该方法通常是在容器中装满待测液体，金属球从顶端落下，测定金属球下落到达一定距离所用的时间，利用相应的粘度计算公式即可以计算出液体的粘度。在密闭的容器中加压加温，采用落球法能够测量液体高温高压条件下的粘度。
2、在耐高压的密闭容器中准确测量金属球下落的时间间隔是能否精准测量粘度的关键因素之一。
3、当前高压高温下落球法测量液体粘度装置中，均采用电磁线圈产生的电磁力保持落球停滞于初始位置，通过电磁线圈的断电释放落球，然而金属落球在电磁线圈断电后仍有剩磁，落球开始下落时刻与断电时刻存在时间差，且下落过程中仍受磁力影响，测量不精准；二是通过落球下落导致线圈电流的变化来确定落球的位置，当待测流体的粘度较大时，落球下落速度慢，感应线圈中电流变化比灵敏，且感应电流的产生的磁场对落球有阻力，阻碍落球运动使测量不准。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种液体粘度测量装置及方法，能够准确测量落球时间，从而提高液体粘度测量精度。
2、
3、测量容器，用于承装待测液体，其顶面呈向外延伸的锥形，顶端设有密闭的控制腔，所述控制腔的内径小于测量钢球的直径；
4、测量钢球，设置于所述测量容器的内部；
5、旋转机构，用于带动测量容器绕其水平轴线旋转180度，使测量容器在正置状态和倒置状态之间转换；
6、控制腔，一端直接与测量容器的内部连通，另一端通过设有第一截止阀的第一管路与测量容器内部连通，所述另一端还设有用于调整控制腔内部压力的泄压装置；
7、其中，所述控制腔通过泄压装置调整内部压力，用于将测量钢球固定在控制腔与测量容器的连接处；当通过打开第一截止阀，使控制腔与测量容器内部压力相同时，测量钢球在测量容器内下落，通过测量钢球下落所需的时间计算待测液体的粘度。
8、上述技术方案中，所述控制腔内设置有压力传感器；所述测量容器内设置有压力温度传感器；所述装置配置为当压力传感器和压力温度传感器的读数相等时，确定测量钢球下落过程的起始时刻。
9、上述技术方案中，所述测量容器底面设置有压电加速度传感器，用于检测测量钢球的撞击信号，以确定测量钢球下落过程的终止时刻。
10、上述技术方案中，所述泄压装置包括第二管路；控制腔的另一端通过第二管路与外部相连通；第二管路上设置有第二截止阀。
11、上述技术方案中，还包括第一液压缸、第二液压缸和第二单向阀；第一液压缸和第二液压缸相对设置且两者活塞杆相互连接；第二液压缸的活塞杆受控于液压泵；液压泵通过第二液压缸控制第二液压缸控制第一液压缸的腔体体积；所述第一液压缸的腔体穿过第二管路并通过第二截止阀与控制腔相连通；所述第二单向阀设置于第二管路的末端与第一液压缸之间；第二管路与第一管路部分共用；所述第一液压缸还通过第二管路中与第一管路非共用的部分，依次经过第二截止阀和第一截止阀，与测量容器相连通。
12、上述技术方案中，还包括储液容器；储液容器通过第三管路与测量容器相连通，用于承装待测液体；第三管路上设置有高压泵，用于将待测液体从储液容器转移至测量容器；第三管路上还设置有位于高压泵和测量容器之间的第三截止阀。
13、上述技术方案中，在第三管路上、位于高压泵与第三截止阀之间设置有稳压管；所述稳压管与调压阀连通；当稳压管内的液体压力达到预设值时，所述调压阀开启。
14、上述技术方案中，储液容器内设置有第一电加热器和第一温度传感器。
15、上述技术方案中，还包括恒温容器；恒温容器内承装有热传导介质；所述测量容器和旋转机构均设置于恒温容器内；所述恒温容器内设置有第二电加热器和第二温度传感器。
16、上述技术方案中，还包括对称设置的两个垂直分布的滑轨；滑轨之间设有支架，支架沿滑轨上下移动；所述旋转机构安装于支架上，由支架带动上下移动。
17、本专利技术提供了一种液体粘度测量方法，利用上述技术方案中所述的液体粘度测量装置实现，包括以下步骤：
18、使测量容器处于正置状态，并添加待测液体至测量容器和控制腔均处于满载状态；
19、使测量容器处于倒置状态，通过泄压装置调整控制器腔内部压力，将测量钢球固定在控制腔与测量容器的连接处；
20、使测量容器处于正置状态，打开第一截止阀，使测量钢球在测量容器内下落；
21、通过测量钢球下落所需的时间计算待测液体的粘度。
22、上述技术方案中，在执行液体粘度测量过程中，将待测液体保持在设定的温度、液体压力，或设定的温度和液体压力条件下。
23、本专利技术的有益效果是：本专利技术通过使用机械方式固定测量钢球，并利用控制腔的压力调节来释放钢球，替代了传统的电磁力固定方式，有效避免了电磁线圈断电后产生的剩磁影响，使钢球释放更加精确，不受磁力影响，提高了下落起始时刻的准确性，减少了误差。
24、进一步地，本专利技术通过在控制腔和测量容器内分别设置压力温度传感器，确保压力平衡时释放测量钢球。这种设计能够精确确定钢球下落的起始时刻，避免了由于电磁线圈断电产生的时间差问题，进一步提高了测量的准确性。
25、进一步地，本专利技术设置压电加速度传感器用于检测钢球下落的终止时刻，有助于在下落完成时迅速获取信号，准确捕捉终止时刻，避免传统电磁法中因感应磁场带来的阻力影响，使得测量更加精确，特别是在高粘度液体的情况下效果显著。
26、进一步地，本专利技术通过在控制腔设置泄压装置，使得内部压力能够方便调节，控制钢球的释放状态。避免了电磁力的干扰，实现了对钢球位置的准确固定和释放，提高了设备的稳定性和测量可靠性。
27、进一步地，本专利技术通过第一液压缸与第二液压缸的相对设置及活塞杆的互联，配合液压泵的驱动，能够精准调节第一液压缸的腔体体积，从而有效控制测量容器内的压力。液压泵通过第二液压缸调节第一液压缸的体积，能够在初始填充、固定钢球、维持负压、重置系统等不同操作状态下实现对测量容器内液体压力的动态调整，确保测量容器内部能够稳定地维持负压条件。第二单向阀的设置确保了液体在特定方向上的流动，防止了液体的回流或泄漏，减少了系统故障的风险，提升了整体系统的可靠性。
28、本专利技术通过液压系统的精确控制，测量容器内能够在负压条件下进行液体粘度的测量，避免了外界气压变化对测量结果的干扰，提高了测量数据的准确性和重复性。本专利技术采用双液压缸结构，提高了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液体粘度测量装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述控制腔内设置有压力传感器；所述测量容器内设置有压力温度传感器；所述装置配置为当压力传感器和压力温度传感器的读数相等时，确定测量钢球下落过程的起始时刻。
3.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述测量容器底面设置有压电加速度传感器，用于检测测量钢球的撞击信号，以确定测量钢球下落过程的终止时刻。
4.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述泄压装置包括第二管路；控制腔的另一端通过第二管路与外部相连通；第二管路上设置有第二截止阀。
5.根据权利要求4所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：还包括第一液压缸、第二液压缸和第二单向阀；第一液压缸和第二液压缸相对设置且两者活塞杆相互连接；第二液压缸的活塞杆受控于液压泵；液压泵通过第二液压缸控制第二液压缸控制第一液压缸的腔体体积；所述第一液压缸的腔体穿过第二管路并通过第二截止阀与控制腔相连通；所述第二单向阀设置于第二管路的末端与第一液压缸之间；第二管路与
6.根据权利要求5所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：还包括储液容器；储液容器通过第三管路与测量容器相连通，用于承装待测液体；第三管路上设置有高压泵，用于将待测液体从储液容器转移至测量容器；第三管路上还设置有位于高压泵和测量容器之间的第三截止阀。
7.根据权利要求6所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：在第三管路上、位于高压泵与第三截止阀之间设置有稳压管；所述稳压管与调压阀连通；当稳压管内的液体压力达到预设值时，所述调压阀开启。
8.根据权利要求6所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：储液容器内设置有第一电加热器和第一温度传感器；还包括恒温容器；恒温容器内承装有热传导介质；所述测量容器和旋转机构均设置于恒温容器内；所述恒温容器内设置有第二电加热器和第二温度传感器。
9.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：还包括对称设置的两个垂直分布的滑轨；滑轨之间设有支架，支架沿滑轨上下移动；所述旋转机构安装于支架上，由支架带动上下移动。
10.一种液体粘度测量方法，其特征在于，利用权利要求1-9任一项所述的一种液体粘度测量装置实现，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的一种液体粘度测量方法，其特征在于：在执行液体粘度测量过程中，将待测液体保持在设定的温度、液体压力，或设定的温度和液体压力条件下。
...【技术特征摘要】
1.一种液体粘度测量装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述控制腔内设置有压力传感器；所述测量容器内设置有压力温度传感器；所述装置配置为当压力传感器和压力温度传感器的读数相等时，确定测量钢球下落过程的起始时刻。
3.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述测量容器底面设置有压电加速度传感器，用于检测测量钢球的撞击信号，以确定测量钢球下落过程的终止时刻。
4.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述泄压装置包括第二管路；控制腔的另一端通过第二管路与外部相连通；第二管路上设置有第二截止阀。
5.根据权利要求4所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：还包括第一液压缸、第二液压缸和第二单向阀；第一液压缸和第二液压缸相对设置且两者活塞杆相互连接；第二液压缸的活塞杆受控于液压泵；液压泵通过第二液压缸控制第二液压缸控制第一液压缸的腔体体积；所述第一液压缸的腔体穿过第二管路并通过第二截止阀与控制腔相连通；所述第二单向阀设置于第二管路的末端与第一液压缸之间；第二管路与第一管路部分共用；所述第一液压缸还通过第二管路中与第一管路非共用的部分，依次经过第二截止阀和第一截止阀，与测量容器相连通。
6.根据权利要求5所述的一种液...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘景斌，刘振明，陈萍，罗丽，屈星宇，于天熠，李丽婷，欧阳光耀，李梅，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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