[发明专利]一种滚落式粘度自动测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体粘度测量领域，尤其涉及一种滚落式粘度自动测量装置及方法。

背景技术

化工及食品行业的很多产品，如乳胶、浆液、糖液、酒及一些特定配方的大分子聚合物等液体的粘度是其产品的基本性质之一。常用的粘度测量方法有毛细管法、旋转法和落球法。毛细管法一般响应时间较长，容易被液体内的小颗粒堵塞。旋转法测量精度较低，而且会破坏分子间的相互作用。落球法响应时间适中，测量球在液体中缓慢匀速运动，液体分子间的相互作用不被破坏，能客观准确的反应液体的静态下的粘度，故在化工和食品等行业被广泛采用。

滚落式粘度测量方法是将测量球从装有试液的倾斜管子中沿管壁滚落，其滚落速度与粘度成正比，通过测量球的滚落速度来求粘度。传统做法是在测量管的管壁上刻画出几条距离相同的标线，使用秒表依次记录小球通过几条标线之间的时间间隔，从而将对速度的测量转化为对时间的测量。当记录下时间后，再将试液管倾斜角度、小球的直径、密度、被测液体的密度以及时间等代入相应的经验公式，即得到被测液体的相对粘度。最常用的滚落式落球粘度计是霍勃勒落球粘度计，为使测量尽可能准确，该粘度计在测量管的管壁上刻画出三条距离相同的标线，以增加所测时间间隔的数据量，便于判断和平均，但因为采用秒表目测计时，所以测量误差很大，对于不透明液体，则几乎无法测量。卢斯卡落球粘度计是也是滚落球粘度计的一种，该粘度计在测量管中充满被测液体，测量管可旋转，上下底轮流作为测量管的底部，使用电子计量小球从顶滚落至底所花费的时间，该方法测量时间虽然精确，但受上下底的影响较大，且包括非匀速运行阶段，原理上误差无法避免，所以测量精度也不高。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种滚落式粘度自动测量装置及方法，可用于对各种高粘度液体粘度进行精确、自动和快速的测量，对不透明液体粘度的测量具有其它测量装置和方法所不具备的优势。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种滚落式粘度自动测量装置，包括支撑架、保温套、水浴连接管、温度计、试液管、第一接近传感器、第二接近传感器、键盘、显示屏、控制主板和若干个测量球，所述保温套安装在所述支撑架上，所述水浴连接管与所述保温套相连通，所述温度计伸入所述保温套内，所述试液管贯穿所述保温套且倾斜设置，所述控制主板通过第一组I/O接口与所述第一接近传感器、第二接近传感器相连接，所述控制主板通过第二组I/O接口与所述键盘相连接，所述控制主板通过第三组I/O接口与所述显示屏相连接。

本发明一个较佳实施例中，一种滚落式粘度自动测量装置进一步包括所述第一接近传感器和第二接近传感器安装在所述试液管的同一侧外壁上。

本发明一个较佳实施例中，一种滚落式粘度自动测量装置进一步包括所述第一接近传感器的感应面和第二接近传感器的感应面处于同一平面。

本发明一个较佳实施例中，一种滚落式粘度自动测量装置进一步包括所述第一接近传感器的感应面和第二接近传感器的感应面均紧贴所述试液管且平行于所述试液管的轴线。

本发明一个较佳实施例中，一种滚落式粘度自动测量装置进一步包括所述第一接近传感器和第二接近传感器均安装在所述试液管的中间段。

本发明一个较佳实施例中，一种滚落式粘度自动测量装置进一步包括所述第一接近传感器与第二接近传感器之间的安装距离不小于50mm。

本发明一个较佳实施例中，一种滚落式粘度自动测量装置进一步包括所述测量球采用金属材质制成。

一种滚落式粘度自动测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1））测量试液管与水平面之间的倾斜角度θ、试液管的内径D、测量球的直径d，并计算测量球的密度ρ_b和被测液体的密度ρ；

（2）对保温套进行水浴以调节温度，等待至温度满足测量要求，开启电源；

（3）根据显示屏给出的提示，通过键盘输入试液管与水平面之间的倾斜角度θ、试液管的内径D、测量球的直径d、测量球的密度ρ_b和被测液体的密度ρ，并确认；

（4）使测量球沿试液管的内管壁自由滚落依次经过第一接近传感器和第二接近传感器的测量区域，将测量球刚刚进入和完全退出第一接近传感器的测量区域的位置分别记为A、B，将测量球刚刚进入和完全退出第二接近传感器的测量区域的位置分别记为C、D，通过中断方式分别记录四点的时刻t_A、t_B、t_C、t_D；