本实用新型专利技术提供一种应变式自适应油品粘度测量装置，装置包括油品预处理部分、测量部分、信号处理及控制部分，油品预处理部分和测量部分连接，信号处理及控制部分分别和油品预处理部分、测量部分连接；油品预处理部分包括泵、减压阀、冷却系统、加热器、流道、导热油、加热箱体、搅拌风扇、小测试箱体；测量部分包括温度传感器、电阻应变式传感器、压力传感器、流量计；信号处理及控制部分为嵌入式开发板；该装置结构简单、性能优异、符合在线测量和离线取样测量要求，同时将全域粘度分成干等级并对应不同的流速档位，在使用过程根据测量粘度自适应进行调整，从而精确获取油品的实时粘度。
【技术实现步骤摘要】
一种应变式自适应油品粘度测量装置
本技术涉及流体粘度测量领域，尤其涉及一种应变式自适应油品粘度测量装置。
技术介绍
粘度是流体粘滞性的一种量度，是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。粘度大表现内摩擦力大，分子量越大，碳氢结合越多，这种力量也越大。随着使用时间的增长，油品粘度会逐渐发生变化。粘度变高的原因主要有：不溶物，冷却剂、水，氧化，油品加错或混掺，输送过程污染等。而机油粘度过高将导致油品流动阻力增加，散热速度变慢，设备运行性能变坏。因此获取油品粘度对于有效评价油品使用性能、质量鉴别和确定用途，及各种燃料用油的燃烧性能及用度具有重要的意义，尤其是在线获取油品粘度，这对于润滑对象的维护、摩擦故障的分析会提供更为直观的数据依据。目前测量油品粘度的方法有毛细管法、落球法、旋转剪切法及振动法等多种方法。1839年Hagen依据测量得到的油品在重力的的作用下通过毛细管的时间研制了第一套毛细管粘度计从而获取油品的运动粘度。落球法与毛细管法的动力源一致，依靠重力，不同的是，落球法是测量的小球在油品中运动的时间，且要求测量油品透明才能获取小球在油品之中的速度。随后这两种方法都成为了离线测量油品粘度的主要方法。旋转剪切法基于油品粘性阻力对运动部件的作用制造而成，是测量牛顿流体与非牛顿流体的最广泛方法，也是在线测量粘度的主要方式之一。当前市场已有较多的基于旋转剪切法的产品，如美国布鲁克菲尔德实验室公司出品、日本产的B型粘度计、丹麦的米拉旋转粘度计、瑞士的埃普雷克特流变仪、英国的费伦特-雪莉锥形平板粘度计以及我国的NDJ系列等等，诸如此类粘度计都有一个共同的缺点，结构较为复杂，所需获取的参数较多，且装置的使用寿命受限于装置中的弹性连接部件。随着科技的进步，其他各类用于测量油品粘度的新技术相继涌现，如振动法、电磁感应法、光电感应法、声波法等等，而这些技术的共同点则是结构非常复杂，而且制造成本昂贵。
技术实现思路
针对现代工业对油品使用寿命数字化的需求，本技术提供一种应变式自适应粘度测量装置，该装置结构简单、性能优异，同时将全域粘度分成干等级并对应不同的流速档位，在使用过程根据测量粘度自适应进行调整，从而精确获取油品的实时粘度，为有效评价油品使用性能、质量鉴别和用途确定，为各种燃料用油的燃烧性能、用度及润滑对象的维护、摩擦故障的分析提供更为直观的数据依据。本技术的目的在于提供一种应变式自适应油品粘度测量装置，包括油品预处理部分1、测量部分2、信号处理及控制部分3，油品预处理部分1和测量部分2连接，信号处理及控制部分3分别和油品预处理部分1、测量部分2连接；油品预处理部分1包括泵4、减压阀6、冷却系统7、加热器8、流道9、导热油11、加热箱体12、搅拌风扇13、小测试箱体15；测量部分2包括温度传感器10、电阻应变式传感器16、压力传感器18、流量计19；泵4的一端与油品引出管路相连，另一端通过油品入口5与流道9的一端连接，油品入口5处设有减压阀6，流道9内设有流量计19，流道9穿过冷却系统7后进入加热箱体12，加热箱体12内部且流道9外部充装导热油11，导热油11内部设置加热器8、温度传感器10、搅拌风扇13，流道9中部设置小测试箱体15，压力传感器18设置在小测试箱体15内部，小测试箱体15入口处设有电阻应变式传感器16，电阻应变式传感器16的上缘与流道9的中心线平齐，流道9另一端设置油品出口14，信号处理及控制部分3与减压阀6、加热器8、温度传感器10、搅拌风扇13、电阻应变式传感器16、压力传感器18、流量计19连接。所述电阻应变式传感器16通过支撑杆17固定设置在小测试箱体15入口处，支撑杆17通过焊接、螺纹连接或粘接固定在小测试箱体15内壁。所述支撑杆17为铝合金杆。所述冷却系统7为板式换热器或压缩式制冷机。所述信号处理及控制部分3为具有以内核芯片为中央处理器的嵌入式开发板，包括嵌入式AMR开发板等。所述加热器8是将若干电阻加热棒固定在一片开孔钢板上得到。使用上述装置进行应变式自适应油品粘度测量的方法，油品经泵4和减压阀6后从油品入口5进入流道9，通过泵4和减压阀6调节流速档位，先调节流速为高档流速，根据GB/T3141-1994《工业液体润滑剂ISO粘度分类》中对油品的要求，经冷却系统7对油品进行预处理降温至40℃以下，降温后的油品流入加热箱体12，充分换热后油品温度达到40~150℃，油品到达小测试箱体15，冲击到固定于小测试箱体15内的支撑杆17上的电阻应变式传感器16上缘，电阻应变式传感器16将变化反馈给信号处理及控制部分3，如果电阻应变式传感器16反映的电信号显示超出电阻应变式传感器16的检测范围，则信号处理及控制部分3调节泵4和减压阀6，降低油品在流道的流速至中档流速，如果电阻应变式传感器16的电信号反映仍然超出检测范围，则信号处理及控制部分3调节泵4和减压阀6，降低油品在流道的流速至低档流速，至信号处理及控制部分3接收到的电阻应变式传感器16反映的电信号显示在电阻应变式传感器16的检测范围内，根据信号处理及控制部分3内预设的数据库得到油品粘度。所述测量过程中压力传感器18检测到的压力值小于等于5kPa，若高于5kPa表明装置出现故障，信号处理及控制部分3启动关机程序，关闭泵4、阀门6、冷却系统7、加热器8、搅拌风扇13等。所述电阻应变式传感器16的检测范围为其量程的1/3~2/3。所述流速档位设定三档，高档流速为0.1m/s，中档流速为0.05m/s，低档流速为0.02m/s。在测量过程当中，泵4和减压阀6调控流速，电阻应变式传感器16反映的电信号显示不在电阻应变式传感器16的检测范围内，信号处理及控制部分3自适应调节流速；冷却系统7调控流体的温度，当流体温度低于40℃时，停止启动冷却系统7，当高于40℃时，启动冷却系统7并迅速降温；加热箱体12调控测量环境的温度，其中加热箱体12内的加热器8提供热量，加热箱体12内的搅拌风扇13使得环境温度场迅速达到平衡状态，检测环境温度可控；压力传感器18的数据用以验证整个装置是否正常运行。所述信号处理及控制部分3内预设的数据库的建立，基于上述应变式自适应油品粘度测量装置，选择已知粘度的流体在该装置中进行测量，经过多次测量得出不同温度下的电阻应变式传感器的反馈的电信号-粘度曲线，将曲线导入信号处理及控制部分3备用。测量原理如下：如图1所示，流体的黏度是由于相邻层间以不同速度流动时产生的摩擦造成的，管中心处阻力最小，液层流动速度最大；管壁附近液层同时受到液体黏性阻力和管壁摩擦力作用，速度最小，在管壁上液层的移动速度为零（假定在不产生滑移时）。在一般的平行流动中，如直管，剪切应力正比于速度梯度，当管道中心速度保持不变时，剪切应力只与粘度有关系。其中，：剪切力，：粘度，：为中心处的流速，：速度在y方向的变化梯度，F：宏观压力，R：中心到管内壁的距离，A：平均剪切力作用的宏观面积。既往的粘度测量，通常需要测出速度梯度和剪切力，此处则只用保持速度u不变，且固定流道的结构参数也是确定的，因此宏观的受力F与粘度之间就呈现一一对应的关系。当保持某一固定流速u，通入不同粘度的待测液体时，因粘度的改变，其剪切力同样会发生改变，且随粘度呈现线性变换关系，该剪切力本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应变式自适应油品粘度测量装置，其特征在于，包括油品预处理部分（1）、测量部分（2）、信号处理及控制部分（3），油品预处理部分（1）和测量部分（2）连接，信号处理及控制部分（3）分别和油品预处理部分（1）、测量部分（2）连接；油品预处理部分（1）包括泵（4）、减压阀（6）、冷却系统（7）、加热器（8）、流道（9）、导热油（11）、加热箱体（12）、搅拌风扇（13）、小测试箱体（15）；测量部分（2）包括温度传感器（10）、电阻应变式传感器（16）、压力传感器（18）、流量计（19）；泵（4）的一端与油品引出管路相连，另一端通过油品入口（5）与流道（9）的一端连接，油品入口（5）处设有减压阀（6），流道（9）内设有流量计（19），流道（9）穿过冷却系统（7）后进入加热箱体（12），加热箱体（12）内部且流道（9）外部充装导热油（11），导热油（11）内部设置加热器（8）、温度传感器（10）、搅拌风扇（13），流道（9）中部设置小测试箱体（15），压力传感器（18）设置在小测试箱体（15）内部，小测试箱体（15）入口处设有电阻应变式传感器（16），电阻应变式传感器（16）的上缘与流道（9）的中心线平齐，流道（9）另一端设置油品出口（14），信号处理及控制部分（3）与减压阀（6）、加热器（8）、温度传感器（10）、搅拌风扇（13）、电阻应变式传感器（16）、压力传感器（18）、流量计（19）连接。...
【技术特征摘要】
1.一种应变式自适应油品粘度测量装置，其特征在于，包括油品预处理部分（1）、测量部分（2）、信号处理及控制部分（3），油品预处理部分（1）和测量部分（2）连接，信号处理及控制部分（3）分别和油品预处理部分（1）、测量部分（2）连接；油品预处理部分（1）包括泵（4）、减压阀（6）、冷却系统（7）、加热器（8）、流道（9）、导热油（11）、加热箱体（12）、搅拌风扇（13）、小测试箱体（15）；测量部分（2）包括温度传感器（10）、电阻应变式传感器（16）、压力传感器（18）、流量计（19）；泵（4）的一端与油品引出管路相连，另一端通过油品入口（5）与流道（9）的一端连接，油品入口（5）处设有减压阀（6），流道（9）内设有流量计（19），流道（9）穿过冷却系统（7）后进入加热箱体（12），加热箱体（12）内部且流道（9）外部充装导热油（11），导热油（11）内部设置加热器（8）、温度传感器（10）、搅拌风扇（13），流道（9）中部设置小测试箱体（15），压力传...
【专利技术属性】
技术研发人员：别玉，陈飞，宋鹏云，常静华，毛文元，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53
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