[实用新型]液体参数测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量仪器/仪表技术领域，尤其涉及一种液体参数测量系统。

背景技术

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。

本申请的申请人于2014年12月17日提交了两份关于液体参数测量系统的专利申请(201410785514.2，201420802103.5)，该两份专利申请的内容纳入本申请作为参考。如图1所示，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107，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，后端连接至回收容器1108；温度传感器组件(111、112)，设置于可视测量微管107的前端和后端；液膜厚度测量装置109，设置于可视测量微管107径向的外围；高速相机110，设置于可视测量微管107径向的外围；以及数据采集及分析系统113，电性连接至温度传感器组件(111、112)、液膜厚度测量装置109和高速相机110。

请继续参照图1，Taylor气泡流产生装置用于生成待测液体的Taylor气泡流，包括：驱动电机101，注射器102，第一调节阀103，压缩气瓶104，第二调节阀105和第一三通管106。测量前，注射器注满被测液体。驱动电机101启动后，推动活塞芯杆向前运动，挤压待测液体流出，通过第一调节阀103调节后进入第一三通管106。打开压缩气瓶104，并调节第二调节阀105的开度，使填充气缓慢注入第一三通管106。注射器102中流出的待测液体与压缩气瓶流出的填充气在第一三通管106内混合，形成稳定的Taylor气泡流。

数据采集及分析系统113采集温度传感器(111、112)获取的温度信号、液膜厚度测量装置109测得的初始液膜厚度δ₀、高速相机110捕捉的Taylor气泡流的瞬时图像。首先，由Taylor气泡流的多个瞬时图像得到气泡流的流速U_b，进而依据公式(1～3)由气泡周边初始液膜厚度δ₀、气泡流的流速U_b、可视测量微管107的微通道的内径D、待测液体的密度ρ_l计算当前温度下待测液体的动力粘度μ_l和表面张力σ：

δ0D=0.670Ca2/31+3.13Ca2/3+0.504Ca0.672Re0.589-0.352We0.629---(1)]]>

公式1中，D表示可视测量微管107的微通道的内径(D＝2R)；Ca＝μ_lU_b/σ是毛细常数；韦伯数We和雷诺数Re的计算公式为：