[发明专利]一种石英音叉液体粘度传感器的标定与测量方法

说明书

本发明公开了一种石英音叉液体粘度传感器的标定与测量方法，主要包括如下步骤：S1：待标定的石英音叉传感器分别浸入若干种不同粘度的液体中，测量出石英音叉传感器在对应液体中、不同频率f下的阻抗值Z；S2：计算各粘度液体的阻抗‑频率一阶导数；S3：根据各粘度液体的阻抗‑频率一阶导数划分粘度区间；S4：标定各区间的粘度系数。本发明通过石英音叉传感器的阻抗‑频率一阶导数划分出低粘度与中高粘度两个粘度区间，在两个粘度区间分别对传感器进行标定，由于石英音叉传感器在低粘度区间与中高粘度区间均具有较高的线性度，使石英音叉传感器的测量范围扩大了，同时测量误差小。

技术领域

本发明涉及液体粘度测量技术领域，尤其是利用石英音叉测试液体粘度的传感器的标定方法和利用石英音叉液体粘度的传感器测试液体粘度的方法。

背景技术

粘度值是液体的重要物性参数之一，对机械设备的润滑和承载具有重要影响。由于石英音叉具有压电效应，能够将音叉浸入液体后的机械模型与电学模型联系起来，所以近年来采用石英音叉制作液体粘度传感器不断发展。现有的石英音叉液体粘度传感器测量范围较窄，测量范围通常为0-50cP，而且在测量粘度较低的液体时精度较低。

发明内容

本申请人针对上述现有石英音叉液体粘度传感器存在的缺点，提供一种石英音叉液体粘度传感器的标定方法和一种利用石英音叉液体粘度传感器测试液体粘度的方法，该方法不但能够扩大测量范围，而且能够提高测量精度。

本发明所采用的技术方案如下：

一种石英音叉液体粘度传感器的标定与测量方法，主要包括如下步骤：

S1：待标定的石英音叉传感器分别浸入若干种不同粘度的液体中，测量出石英音叉传感器在对应液体中、不同频率f下的阻抗值Z；

S2：计算各粘度液体的阻抗-频率一阶导数；

S3：根据各粘度液体的阻抗-频率一阶导数划分粘度区间；

S4：根据标定各区间的粘度系数。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤S2中，各粘度液体的阻抗-频率一阶导数中，有些液体的阻抗-频率一阶导数既包含有正值也包含有负值，有些液体的阻抗-频率一阶导数仅包含了负值。

在步骤S3中，粘度区间划分为两个区间：低粘度区间与中高粘度区间。

区间划分的依据为在阻抗-频率一阶导数中是否含有正值，一阶导数中含有正值的液体划入低粘度区间，一阶导数中仅含有负值而无正值的液体则划入中高粘度区间。

在步骤S4中，分别对低粘度区间与中高粘度区间进行粘度系数的标定或测量待测液体的粘度。

本发明的有益效果如下：

本发明通过石英音叉传感器的阻抗-频率一阶导数划分出低粘度与中高粘度两个粘度区间，在两个粘度区间分别对传感器进行标定，由于石英音叉传感器在低粘度区间与中高粘度区间均具有较高的线性度，使石英音叉传感器的测量范围扩大了1倍以上，达到了0-120cP；同时测量误差小，尤其对于粘度较低的液体，可以获得更为精确的液体粘度数据。

附图说明

图1为本发明在标定和测量时的流程图。

图2为石英音叉液体粘度传感器在低粘度区间和中高粘度区间的线性度情况。

图3为利用石英音叉液体粘度传感器在不同粘度机油中测得的频率-阻抗曲线图。

图4利用石英音叉液体粘度传感器在不同粘度机油中测得的频率-阻抗一阶导数曲线图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。