[发明专利]一种基于气泡弹性特征的液体场运动粘度系数测量方法

权利要求书

1.一种基于气泡弹性特征的液体场运动粘度系数测量方法，其特征在于：所述测量方法的步骤为：

1)测量系统搭建：所述测量方法使用的测量系统包括液体储存仓(13)及设备仓(8)，所述液体储存仓的顶端对称设置有两个进液口，底端设置有出液口(10)，所述液体储存仓内设置水听器(12)；所述设备仓内设置有气泵(6)、电磁阀(5)、气泡导管(4)、针头(3)、处理系统(7)及信号放大器(9)，所述气泵与电磁阀连接，所述电磁阀与气泡导管连接，所述气泡导管伸入所述液体储存仓并在其端部设置有针头，气泵负责产生稳定气压，用于产生气泡，电磁阀负责控制气泡是否冒出至液体储存仓，处理系统负责控制电磁阀的开关；所述水听器连接至所述信号放大器，所述信号放大器连接至所述处理系统，当气泡冒出后，会产生相应的振动信号，水听器负责监听采集其信号，并对振动信号进行放大处理，形成被放大信号，处理系统负责处理被放大信号；

2)液体注入：将被测液体通过两个进液口注入到液体储存仓中，直至被测液体灌满液体储存仓；

3)气泡释放：开启气泵，当气泵稳定工作时，打开电磁阀使得气体通过气泡导管推进，并通过针头释放气泡至液体储存仓内；

4)信号处理：当气泡释放时，水听器采集液体中的振动信号，该振动信号通过信号放大器进行放大处理，被放大信号由处理系统进行收集，处理系统对被收集信号进行FFT处理，获得信号的频域信息，即可获得信号最大频率；

5)运动粘度系数计算：根据气泡频率公式，计算运动粘度系数，完成测量，运动粘度系数的计算公式为：

其中：σ为液体的表面张力系数；

ρ为液体密度为；

R为气泡平衡半径；

k为气泡的多变系数；

P₀为静压强；

η为液体的运动粘度系数；

由上式变形可得：

所述气泡体积通过气泵进行设置，设其体积为V，根据球的体积公式，气泡的平衡半径记为R可以表示为：

其他参数在已知条件下，可通过频率的测量得到运动粘度系数；

6)被测液体回收；测量结束后，打开出液口上的阀门(11)，回收被测液体，并清洗液体储存仓。

2.根据权利要求1所述的基于气泡弹性特征的液体场运动粘度系数测量方法，其特征在于：所述液体储存仓为半径1m、高度1.5m的圆柱形液体储存仓，所述进液口为半径0.2m的圆形口，所述出液口为半径0.1m的圆形口，所述出液口上带有阀门11，可控制液体流出。

3.根据权利要求1所述的基于气泡弹性特征的液体场运动粘度系数测量方法，其特征在于：所述针头为10G平头针头。

4.根据权利要求1所述的基于气泡弹性特征的液体场运动粘度系数测量方法，其特征在于：所述信号放大器的放大倍数为40dB，所述水听器、信号放大器与处理系统的信号传输通过BNC连接线进行。

5.根据权利要求1所述的基于气泡弹性特征的液体场运动粘度系数测量方法，其特征在于：所述处理系统为FPGA开发系统。