本实用新型专利技术提供了一种液体参数测量系统。该液体参数测量系统包括：Taylor气泡流产生装置；可视测量微管，其具有一微通道，该微通道的前端与Taylor气泡流产生装置相连通；相机，设置于可视测量微管的径向外围；以及液膜厚度测量装置，设置于可视测量微管的径向外围。其中，Taylor气泡流产生装置生成待测液体的Taylor气泡流，该Taylor气泡流流经可视测量微管的微通道，液膜厚度测量装置测量微通道内气泡周边初始液膜厚度δ0，相机捕捉微通道内气泡流动的多个瞬时图像。本实用新型专利技术基于Taylor两相流这同一个物理现象同时得到被测液体的动力粘度μl和表面张力σ，不需要对不同的参数分别进行测量，操作步骤更简便。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种液体参数测量系统。该液体参数测量系统包括：Taylor气泡流产生装置；可视测量微管，其具有一微通道，该微通道的前端与Taylor气泡流产生装置相连通；相机，设置于可视测量微管的径向外围；以及液膜厚度测量装置，设置于可视测量微管的径向外围。其中，Taylor气泡流产生装置生成待测液体的Taylor气泡流，该Taylor气泡流流经可视测量微管的微通道，液膜厚度测量装置测量微通道内气泡周边初始液膜厚度δ0，相机捕捉微通道内气泡流动的多个瞬时图像。本技术基于Taylor两相流这同一个物理现象同时得到被测液体的动力粘度μl和表面张力σ，不需要对不同的参数分别进行测量，操作步骤更简便。【专利说明】液体参数测量系统
本技术涉及测量仪器/仪表
，尤其涉及一种液体参数测量系统。
技术介绍
粘度、表面张力是液体的主要物性参数，是石油化工、医药等工业领域检测的重要 参数。粘度与表面张力的测量在科研、技术开发和产品制造上具有重要的意义。测量液体 粘度的方法有毛细管法、旋转柱法等。测量表面张力的方法有最大气泡压力法、气泡幅频当 量法等。 毛细管法测定液体粘度的理论基础是Poiseulle定律，即通过测量液体在一定压 差作用下流经一定长度的毛细管所用的时间，来计算粘度。毛细管法操作繁琐，用秒表记录 时间会带来主观性误差，大大降低测量精度，不适合在线快速测量。 2004年，Silber等研制了基于计算机系统的微型毛细管粘度计（SilberZ.H.， TanY.P. ?WenP.F.AMicrotubeViscometerwithaThermostat.Experimentsin Fluids，2004,36(4) :586-592),其装置结构如图I所示。装置通过装有CCD的立体显微镜 监测液滴流经毛细管的流速，通过压力传感器和温度传感器对液体压力和温度进行监测， 转换后的三路信号均由计算机系统进行数据采集与分析，进而计算液体的粘度值。根据 Hagen-Poiseuille方程，液体粘度可由下式计算： 【权利要求】1. 一种液体参数测量系统，其特征在于，包括： Taylor气泡流产生装置； 可视测量微管（107)，其具有一微通道，该微通道的前端与所述Taylor气泡流产生装 置相连通； 相机（110)，设置于所述可视测量微管（107)的径向外围；以及 液膜厚度测量装置（109)，设置于所述可视测量微管（107)的径向外围； 其中，所述Taylor气泡流产生装置生成待测液体的Taylor气泡流，该Taylor气泡流 流经所述可视测量微管（107)的微通道，所述液膜厚度测量装置（109)透过可视测量微管 测量微通道内气泡周边初始液膜厚度\，所述相机（110)透过可视测量微管捕捉微通道内 气泡流动的多个瞬时图像。2. 根据权利要求1所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述Taylor气泡流产生装 置包括：驱动件，注射器（102)，压缩气源和第一三通管（106); 所述驱动件顶住所述注射器（102)的活塞芯杆的后端；所述第一三通管（106)的第一 接口连接至所述注射器（102)的出口，其第三接口连接至所述压缩气源的出口，其第二接 口作为Taylor气泡流的出口； 所述注射器（102)注入被测液体；所述驱动件推动所述注射器（102)的活塞芯杆运动， 挤压待测液体流出，进入第一三通管（106);该待测液体与压缩气源流出的气体在第一三 通管（106)内混合，形成Taylor气泡流，由所述第一三通管（106)的第二接口输出。3. 根据权利要求2所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述驱动件为驱动电机 (101)〇4. 根据权利要求2所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述Taylor气泡流产生装 置还包括： 第一调节阀（103)，设置于所述注射器（102)的出口与所述第一三通管（106)的第一接 口之间；和/或 第二调节阀（105)，设置于所述压缩气源和所述第一三通管（106)的第三接口之间。5. 根据权利要求1所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述Taylor气泡流产生装 置包括： 压缩气源； 储液器（203)，其压力口连接至所述压缩气源的出口；以及 第二三通管（206)，其第一接口连接至所述储液器（203)的液体出口，其第三接口连接 至所述压缩气源的出口，其第二接口作为Taylor气泡流的出口； 其中，所述压缩气源内的气体将所述储液器（203)内的待测液体压入所述第二三通管 (206)，该待测液体与压缩气源流出的气体在第二三通管（206)内混合，形成Taylor气泡 流，由所述第二三通管（206)的第二接口输出。6. 根据权利要求5所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述Taylor气泡流产生装 置还包括： 第三调节阀（202)，设置于所述压缩气源的出口与所述储液器（203)的压力口之间； 第四调节阀（204)，设置于所述储液器（203)的液体出口与第二三通管（206)的第一接 口之间； 第五调节阀（205)，设置于所述第二三通管（206)的第三接口与所述第三调节阀（202) 之间。7. 根据权利要求2至6中任一项所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述压缩气源 为压缩气瓶（104)或气泵。8. 根据权利要求1所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述可视测量微管上与所 述相机（110)、液膜厚度测量装置（109)相对的外壁面为平面。9. 根据权利要求1所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述可视测量微管的微通 道的横截面呈具有两条及以上对称轴的轴对称形状。10. 根据权利要求9所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述可视测量微管的微通 道的横截面为： 圆形，其直径小于1. 5mm ; 方形，其当量直径小于1. 5mm ;或 矩形，其宽高比W/D彡20,且高度D彡0? 5mm〇11. 根据权利要求10所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述可视测量微管的微 通道的横截面为圆形，所述可视测量微管： 为外方内圆的透明玻璃管，或 包括：微方管；位于微方管内的微圆管；及填充于所述微方管和微圆管之间的填充介 质；其中，所述微方管和微圆管的材料相同，所述填充介质材料的折射率与所述微方管材料 的折射率之差小于0.1。12. 根据权利要求1所述的液体参数测量系统，其特征在于，还包括： 数据采集及分析装置（113)，与所述相机（110)和液膜厚度测量装置（109)相连接，其 利用所述相机（110)捕捉气泡流动的多个瞬时图像得到气泡的表观流速Ub，进而利用可视 测量微管（107)的微通道的内径D、待测液体的密度Pl、气泡周边初始液膜厚度h、气泡 的表观流速Ub计算待测液体的动力粘度y jP/或表面张力〇。13. 根据权利要求1至6、8至12中任一项所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述 液膜厚度测量装置（109)的测量精度大于0. 1 ym ;所述相机（110)的拍摄速率不小于1000 帧/秒。14. 根据权利要求13所述的液体参数测量系统，其特征在于，所述液膜厚度测量装置 (109)为激光共焦距位移测量计或椭偏仪。15. 根本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液体参数测量系统，其特征在于，包括：Taylor气泡流产生装置；可视测量微管(107)，其具有一微通道，该微通道的前端与所述Taylor气泡流产生装置相连通；相机(110)，设置于所述可视测量微管(107)的径向外围；以及液膜厚度测量装置(109)，设置于所述可视测量微管(107)的径向外围；其中，所述Taylor气泡流产生装置生成待测液体的Taylor气泡流，该Taylor气泡流流经所述可视测量微管(107)的微通道，所述液膜厚度测量装置(109)透过可视测量微管测量微通道内气泡周边初始液膜厚度δ0，所述相机(110)透过可视测量微管捕捉微通道内气泡流动的多个瞬时图像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜玉雁，郭朝红，王涛，孙彦红，唐大伟，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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