智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)制造技術(shù)

一種智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，該粘度計(jì)的扭力軸扭矩的測(cè)量采用了能源與信號(hào)的無(wú)接觸耦合，解決了旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下扭矩?cái)?shù)值的測(cè)量，從而完成扭矩到粘度的測(cè)量；構(gòu)成為：所述粘度計(jì)由測(cè)量單元和電源、控制與處理單元組成；該測(cè)量單元為：步進(jìn)電機(jī)與扭力軸分別固定在步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板上，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)連軸器與扭力軸的動(dòng)力端連接；步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板固定在安裝板上，電源及信號(hào)插頭安裝在保護(hù)罩上部；該扭力軸的測(cè)量端伸出安裝板下方與轉(zhuǎn)子相連；所述電源、控制與處理單元與所述電源及信號(hào)插頭連接而連通所述的測(cè)量單元和電源、控制與處理單元。本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種測(cè)量精度高，適用于低、中、高粘度所有液體粘度測(cè)量的智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)
本技術(shù)屬于流體類測(cè)量
，具體涉及一種智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。
技術(shù)介紹
粘度是衡量液體抵抗流動(dòng)能力的重要物理參數(shù)，粘度的測(cè)量和石油、化工、電力、 冶金、輕工及國(guó)防等領(lǐng)域的關(guān)系非常密切，是工業(yè)過(guò)程控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約與開發(fā)能源的重要手段。在物理化學(xué)、流體力學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域中，粘度測(cè)量對(duì)了解流體性質(zhì)及研究流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)起著重要作用。在實(shí)際工程和工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要在線檢測(cè)流體的粘度，以保證最佳的過(guò)程運(yùn)行環(huán)境與產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高生產(chǎn)效益。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)粘度計(jì)的廠家很多，但都以試驗(yàn)室測(cè)量?jī)x器為主，沒(méi)有能夠適用于低、中、高粘度液體工業(yè)過(guò)程在線粘度測(cè)量的粘度計(jì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量范圍大、測(cè)量精度高的智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，滿足生產(chǎn)過(guò)程中粘度在線測(cè)量的需要，諸如用于石油產(chǎn)品、鉆井液、油墨等粘度的測(cè)量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采取的技術(shù)方案為—種智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，該粘度計(jì)的扭力軸扭矩的測(cè)量采用了能源與信號(hào)的無(wú)接觸耦合，解決了旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下扭矩?cái)?shù)值的測(cè)量，從而完成扭矩到粘度的測(cè)量；具體構(gòu)成為所述粘度計(jì)由測(cè)量單元和電源、控制與處理單元兩部分組成；所述的測(cè)量單元為步進(jìn)電機(jī)與扭力軸分別固定在步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板上，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)連軸器與扭力軸的動(dòng)力端連接；步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板固定在安裝板上，所述的步進(jìn)電機(jī)、扭力軸與步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板處于保護(hù)罩內(nèi)，而該保護(hù)罩固定在安裝板上，電源及信號(hào)插頭安裝在保護(hù)罩上部； 所述扭力軸上粘貼有應(yīng)變片，該具有相同應(yīng)變特性的應(yīng)變片組成測(cè)量電橋后與所述電源及信號(hào)插頭電聯(lián)通；所述扭力軸的測(cè)量端伸出安裝板下方與轉(zhuǎn)子相連，轉(zhuǎn)子護(hù)罩安裝在安裝板上；所述電源、控制與處理單元通過(guò)多芯電纜與所述電源及信號(hào)插頭連接而連通所述的測(cè)量單元和電源、控制與處理單元。本技術(shù)提供了一種測(cè)量精度高、適用于低、中、高粘度所有液體粘度測(cè)量的智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。改變了傳統(tǒng)的粘度計(jì)用游絲測(cè)量扭矩以得到粘度的測(cè)量方法，而以中央處理單元為核心，首次將扭矩應(yīng)變測(cè)量應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)中，從而得到粘度值。附圖說(shuō)明圖I為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)粘度測(cè)量原理圖；圖3為本技術(shù)扭力軸的控制過(guò)程示意圖。圖中1-電源及信號(hào)插頭；2_保護(hù)罩；3_步進(jìn)電機(jī)；4_連軸器；5_扭力軸；6-安裝板；7_清洗水接頭；8-轉(zhuǎn)子；9_轉(zhuǎn)子護(hù)罩；10_步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板；11_電源、控制與處理單元。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)及其有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖I所示，一種智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，該粘度計(jì)的扭力軸5扭矩的測(cè)量采用了能源與信號(hào)的無(wú)接觸耦合，解決了旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下扭矩?cái)?shù)值的測(cè)量，從而完成扭矩到粘度的測(cè)量；具體構(gòu)成為所述粘度計(jì)由測(cè)量單元和電源、控制與處理單元11兩部分組成；所述的測(cè)量單元為步進(jìn)電機(jī)3與扭力軸5分別固定在步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板10上，步進(jìn)電機(jī)3通過(guò)連軸器4與扭力軸5的動(dòng)力端連接；步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板10固定在圓形安裝板6上， 所述的步進(jìn)電機(jī)3、扭力軸5與步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板10處于保護(hù)罩2內(nèi)，而該保護(hù)罩2固定在圓形安裝板6上，電源及信號(hào)插頭I安裝在保護(hù)罩2上部；所述扭力軸5上粘貼有應(yīng)變片，該具有相同應(yīng)變特性的應(yīng)變片組成測(cè)量電橋后與所述電源及信號(hào)插頭I電連接；所述扭力軸5的測(cè)量端伸出圓形安裝板6下方與轉(zhuǎn)子8相連，轉(zhuǎn)子護(hù)罩9螺紋連接在圓形安裝板6上；所述電源、控制與處理單元11通過(guò)多芯電纜與所述電源及信號(hào)插頭I連接從而連通所述的測(cè)量單元和電源、控制與處理單元11。所述安裝板6的外緣上安裝有清洗水接頭7，該清洗水接頭7與所述的轉(zhuǎn)子護(hù)罩9 聯(lián)通。當(dāng)轉(zhuǎn)子8、轉(zhuǎn)子護(hù)罩9需要清洗時(shí)，由清洗水接頭7接入清洗液，即可清洗轉(zhuǎn)子8、轉(zhuǎn)子護(hù)罩9的內(nèi)壁。所述電源、控制與處理單元11的中央控制器包括ISM頻段433mHz無(wú)線發(fā)射與接受模塊(無(wú)需申請(qǐng)頻點(diǎn))，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收和粘度計(jì)運(yùn)行狀態(tài)控制。參照?qǐng)D2，本技術(shù)的測(cè)量原理是轉(zhuǎn)子8及轉(zhuǎn)子護(hù)罩9的尺寸和間隙、扭力軸的大小，是根據(jù)被測(cè)液體的粘度及測(cè)量范圍經(jīng)計(jì)算給出。轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)時(shí)，同一轉(zhuǎn)速下，粘度不同，反映在扭力軸上的扭矩不同，從而計(jì)算出粘度值。圖2中的Rb、Re、L都設(shè)計(jì)成常數(shù)， 控制ω，即控制轉(zhuǎn)速，就可通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)子傳遞給扭力軸的扭矩值來(lái)表示出所測(cè)的粘度值。具體當(dāng)步進(jìn)電機(jī)3帶動(dòng)扭力軸5及轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)時(shí)，扭力軸5受扭力影響產(chǎn)生微小變形后，粘貼在扭力軸5上的應(yīng)變片阻值發(fā)生變化，將具有相同應(yīng)變特性的應(yīng)變片組成測(cè)量電橋，應(yīng)變電阻的變化即可轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的變化進(jìn)行測(cè)量。扭矩的測(cè)量采用了能源與信號(hào)的無(wú)接觸耦合，完美解決了旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下扭矩?cái)?shù)值的測(cè)量，從而完成扭矩到粘度的測(cè)量。參照?qǐng)D3，本技術(shù)扭力軸的控制過(guò)程為電源經(jīng)過(guò)電源、控制與處理單元11處理后送到扭力軸的輸入能源耦合器I，經(jīng)耦合器將能源送到扭力軸上，由扭力軸的穩(wěn)壓電路II變成穩(wěn)定電壓供給扭力軸上的各電子器件包括應(yīng)變橋III，該應(yīng)變橋III將扭力軸的微小變形轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)其電壓放大器IV放大送到V/F (電壓/頻率)變換器V中，經(jīng)扭力軸輸出信號(hào)耦合器VI輸出，通過(guò)信號(hào)輸出電路VD整形后輸出方波頻率信號(hào)進(jìn)入電源、控制與處理單元11的扭矩信號(hào)處理電路。所述電源、控制與處理單元11的中央處理器為粘度計(jì)的核心，可以設(shè)置不同的轉(zhuǎn)速或剪切率，并將此信號(hào)送至步進(jìn)電機(jī)控制器，控制器將信號(hào)送到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定轉(zhuǎn)速帶動(dòng)扭力軸及轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，將扭矩信號(hào)處理為代表粘度值的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。信號(hào)還可以通過(guò)無(wú)線發(fā)射/接受模塊遠(yuǎn)傳和接受控制指令。當(dāng)電源、控制與處理單元11按設(shè)定的轉(zhuǎn)速或剪切率控制步進(jìn)電機(jī)3帶動(dòng)扭力軸5 及轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)時(shí)，浸在被測(cè)液體里的轉(zhuǎn)子8、轉(zhuǎn)子護(hù)罩9遵循圖2原理產(chǎn)生的扭矩反應(yīng)在扭力軸5上。被測(cè)液體的粘度不同，產(chǎn)生的扭矩不同。扭力軸5按圖3流程，通過(guò)電源及信號(hào)插頭I將扭矩信號(hào)傳送至電源、控制與處理單元11處理為代表粘度值的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。同時(shí)由ISM頻段433MHZ無(wú)線傳輸。本技術(shù)的相關(guān)參數(shù)如下 剪切率范圍:10 lOOOSec'測(cè)量范圍:10 500000cp ;分辨率2%FS ;響應(yīng)時(shí)間:〈2s。 連續(xù)測(cè)量，無(wú)需對(duì)液體進(jìn)行采樣分析，對(duì)優(yōu)化產(chǎn)品的性能和保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助 控制器有多種信號(hào)輸出模式4 20mA線性電信號(hào)，RS-232/485，ISM頻段 433MHZ無(wú)線發(fā)射與接收(無(wú)需申請(qǐng)頻點(diǎn)) 有轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子護(hù)罩自動(dòng)清洗功能 能根據(jù)API (美國(guó)石油學(xué)會(huì))制定的剪切率511S—1測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量 能根據(jù)中石油鉆井液材料標(biāo)準(zhǔn)，代替六速粘度計(jì)進(jìn)行在線測(cè)量。 使用環(huán)境溫度_20 65 °C。 介質(zhì)溫度O 250 °C。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，其特征在于：該粘度計(jì)的扭力軸（5）扭矩的測(cè)量采用了能源與信號(hào)的無(wú)接觸耦合，解決了旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下扭矩?cái)?shù)值的測(cè)量，從而完成扭矩到粘度的測(cè)量；具體構(gòu)成為：所述粘度計(jì)由測(cè)量單元和電源、控制與處理單元（11）兩部分組成；所述的測(cè)量單元為：步進(jìn)電機(jī)（3）與扭力軸（5）分別固定在步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板（10）上，步進(jìn)電機(jī)（3）通過(guò)連軸器（4）與扭力軸（5）的動(dòng)力端連接；步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板（10）固定在安裝板（6）上，所述的步進(jìn)電機(jī)（3）、扭力軸（5）與步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板（10）處于保護(hù)罩（2）內(nèi)，而該保護(hù)罩（2）固定在安裝板（6）上，電源及信號(hào)插頭（1）安裝在保護(hù)罩（2）上部；所述扭力軸（5）上粘貼有應(yīng)變片，該具有相同應(yīng)變特性的應(yīng)變片組成測(cè)量電橋后與所述電源及信號(hào)插頭（1）電連接；所述扭力軸（5）的測(cè)量端伸出安裝板（6）下方與轉(zhuǎn)子（8）相連，轉(zhuǎn)子護(hù)罩（9）安裝在安裝板（6）上；所述電源、控制與處理單元（11）通過(guò)多芯電纜與所述電源及信號(hào)插頭（1）連接從而連通所述的測(cè)量單元和電源、控制與處理單元（11）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能化在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，其特征在于該粘度計(jì)的扭力軸(5)扭矩的測(cè)量采用了能源與信號(hào)的無(wú)接觸耦合，解決了旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下扭矩?cái)?shù)值的測(cè)量，從而完成扭矩到粘度的測(cè)量；具體構(gòu)成為所述粘度計(jì)由測(cè)量單元和電源、控制與處理單元(11)兩部分組成；所述的測(cè)量單元為步進(jìn)電機(jī)(3)與扭力軸(5)分別固定在步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板(10)上，步進(jìn)電機(jī)(3)通過(guò)連軸器(4)與扭力軸(5)的動(dòng)力端連接；步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板(10)固定在安裝板(6)上，所述的步進(jìn)電機(jī)(3)、扭力軸(5)與步進(jìn)電機(jī)與扭力軸支板(10)處于保護(hù)罩(2)內(nèi)，而該保護(hù)罩(2)固定在安裝板(6)上，電源及信號(hào)插頭(I)安裝在保護(hù)罩(2)上部；所述扭力軸(5)上粘貼有應(yīng)變片，該具有相同...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李衛(wèi)東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：李衛(wèi)東，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：