[发明专利]流体剪切力的测量装置及方法

权利要求书

1.一种剪切力测量装置，适用于流体、尤其适用于高分子熔体或溶液，它包括：中间测量体（1）、前罩（4）、后罩（5）、前罩力传感器（2）、后罩力传感器（3），其特征在于：

a) 所述的中间测量体（1）为一短杆，所述前罩（4）、前罩力传感器（2）、中间测量体（1）、后罩力传感器（3）、后罩（5）依次拼接形成一个长杆形整体； 

b) 前罩（4）和后罩（5）具有与中间测量体（1）相同的横截面外廓形状及尺寸，以遮挡住流向中间测量体（1）前端面和后端面的流体（6），并且不妨碍中间测量体（1）的侧面与流体（6）的接触；

c) 前罩力传感器（2）安装于前罩（4）内，前罩（4）与中间测量体（1）之间通过前罩力传感器（2）紧固连接，并且前罩（4）与中间测量体（1）之间只通过前罩力传感器（2）连接、不直接接触，使得前罩力传感器（2）测量出前罩（4）与中间测量体（1）之间的相互作用力；

d) 后罩力传感器（3）安装于后罩（5）内，后罩（5）与中间测量体（1）之间通过后罩力传感器（3）紧固连接，并且后罩（5）与中间测量体（1）之间只通过后罩力传感器（3）连接、不直接接触，使得后罩力传感器（3）测量出后罩（5）与中间测量体（1）之间的相互作用力。

2.根据权利要求1所述的剪切力测量装置，其特征在于中间测量体（1）的横截面是圆形、矩形中的任意一种。

3.一种流体剪切力的测量方法，将如权利要求1所述的剪切力测量装置置于流体（6）中进行测量，其特征在于：

a) 流体（6）相对于剪切力测量装置流动时，中间测量体（1）侧面的流体（6）流动方向与中间测量体（1）的中心线平行；

b) 中间测量体（1）侧面对流体（6）的剪切力大小按公式τ=(F_bk-F_frnt)-(F_bk0-F_frnt0)计算，式中τ为流体（6）对中间测量体（1）侧面的切向粘力、F_bk为后罩力传感器（3）在流体（6）流过剪切力测量装置时测量到的力值、F_frnt为前罩力传感器（2）在流体（6）流过剪切力测量装置时测量到的力值、F_bk0为后罩力传感器（3）在所述的剪切力测量装置周围没有流体（6）流动时测量到的基准力值、F_frnt0为前罩力传感器（2）在所述的剪切力测量装置周围没有流体（6）流动时测量到的基准力值。

4.根据权利要求3所述的剪切力测量方法，其特征在于权利要求3的a）中所述的“流体相对于剪切力测量装置流动”是以下流动方式中的任意一种：

a) 剪切力测量装置固定不动，流体（6）沿平行于中间测量体（1）的中心线方向作直线运动；

b) 流体（6）初始时不动，剪切力测量装置沿平行于中间测量体（1）的中心线方向作直线运动，流体（6）在剪切力测量装置的带动下流动。

5.根据权利要求4所述的剪切力测量方法，其特征在于所述的“直线运动”是单向直线运动、来回往复直线振动中的任意一种。