[发明专利]一种应用磁悬浮法测量流体粘度的装置和测量方法

权利要求书

1.一种应用磁悬浮法测量流体粘度的装置，其特征在于：包括壳体、底座、控制系统、旋转磁场、升降机构和悬浮检测装置，所述的壳体设在底座上，控制系统设在壳体上，旋转磁场设在壳体内；所述的旋转磁场包括旋转电机、转盘和磁铁，所述的旋转电机通过固定架固定在壳体内部，通过控制线路与控制系统相连，旋转电机的输出轴朝上，转盘与输出轴同轴固连，转盘上表面设有两个以转盘中心呈中心对称的磁铁，两个磁铁上端的磁极相反；壳体的内壁设有光电测速计，光电测速计正对转盘；壳体上部设有顶盖，升降机构设在顶盖上方，升降机构通过控制线路与控制系统相连；升降机构上部设有载物台；所述的悬浮检测装置包括透明容器及光电门装置，透明容器及光电门装置分别设在载物台上，透明容器位于旋转磁场的正上方，透明容器内放有磁子；所述的光电门装置包括发光设备和感光设备，发光设备和感光设备相对设在透明容器左右两侧，光电门装置通过控制线路与控制系统相连。

2.根据权利要求1所述的一种应用磁悬浮法测量流体粘度的装置，其特征在于：所述的升降机构包括下滑轨、上滑轨、交叉连杆、电机滑轨和步进电机，两条下滑轨平行设在顶盖的上表面，两条上滑轨平行设在载物台的下表面；两组交叉连杆之间相对的转动副通过轴杆连接，交叉连杆的下端一端与下滑轨铰接，另一端设在下滑轨的滑道内；交叉连杆的上端一端与上滑轨铰接，另一端设在上滑轨的滑道内；两条电机滑轨平行且竖向设在顶盖上表面的侧边，步进电机的外壳嵌接在电机滑轨的滑道内；步进电机的输出轴设有外螺纹，交叉连杆中部的两条相对的轴杆上设有旋向相反的内螺纹孔，步进电机的输出轴依次穿过两个内螺纹孔与轴杆螺纹连接；步进电机通过控制线路与控制系统相连。

3.根据权利要求1所述的一种应用磁悬浮法测量流体粘度的装置，其特征在于：所述的光电测速计包括激光光源、光电管和脉冲计数器，激光光源和光电管正对转盘且位于同一平面，脉冲计数器与光电管相连；转盘的侧边上设有反光条；光电测速计通过控制线路与控制系统相连。

4.根据权利要求1所述的一种应用磁悬浮法测量流体粘度的装置，其特征在于：所述的控制系统包括单片机、键盘、显示屏和变频器，键盘、显示屏和变频器分别与单片机相连，所述的旋转电机通过控制线路与控制系统的变频器相连。

5.根据权利要求1所述的一种应用磁悬浮法测量流体粘度的装置，其特征在于：所述的磁铁为圆柱状钕磁铁。

6.根据权利要求1所述的一种应用磁悬浮法测量流体粘度的装置，其特征在于：所述的透明容器侧壁标注有液面标线，上部开口处设有容器盖，容器盖上设有提手。

7.一种应用权利要求1-6所述装置测量流体粘度的方法，其特征在于：粘度计算公式为：

其中：η为所要求的流体动力粘度，α＝(1.14±0.04)，为实验测定的常量，μ₀为磁常数，m_f为磁子磁矩，γ为阻力常数，K为几何因子，m_d为圆柱状钕磁铁磁矩，l为磁子半长，以上这些数值都是能通过实验或相应仪器测定得到的定值；z_b为载物台与钕磁铁之间的距离，z_b＝h+h₀，h为升降机构的高度，即载物台与壳体顶盖之间的高度，通过键盘输入进行设定，由控制系统控制步进电机旋转进而改变升降机构的高度，h₀为钕磁铁与壳体顶盖之间的垂直距离，为固定值；ω_↑为阈值，即磁子恰好从透明容器底部升起至悬浮状态时转盘的转速值，由光电测速计测得。