[实用新型]粘度传感器

说明书

本实用新型涉及一种将流体粘度这一非电量转换为电量的粘度传感器，它可广泛应用于石油、化工、纺织、印染、轻工等行业。

现有的粘度测量装置多采用旋转粘度计或锥管粘度计，由于其本身结构、测量方法、应力诸因素的影响，使得测量探头反应速度慢，精度低，重现性、一致性差。虽然旋转粘度计有采用数字显示和计算机分析处理的，但其采样方法仍没有发生根本变化。目前，许多需对流体粘度进行有动测控的场合，无法实现流体粘度数据的随机采集，无法在生产中实现对流体粘度的自动控制，只能采用间接控制法，从而制约了同粘度相关的技术和质量水平的提高。例如：石油行业输送原油，长期以来采用控制加热炉温度的方法决定原油粘度，方法不科学，且造成能源的极大浪费；在棉纺行业，浆料处理通过供给热蒸汽量及其时间确定浆料粘度，浆纱质量问题长期得不到解决，主要就是因为无法随机采集浆纱粘度数据。同样，在造纸、机械液压系统等行业都存在此类问题。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种可随机采集牛顿流体及非牛顿流体粘度、反应快、精度高的粘度传感器。

本实用新型的设计方案如下：

一种粘度传感器，由测头1和测体3组成，测头1外部为保护套5，内部设有弹片6，保护套5上设有均布的透孔2。测体3外部为支撑体10，其中心设有磁滞伸缩弹片13，靠近测头1的一端设有凹形传递件8，磁滞伸缩弹片13与弹片6对焊于传递件8的凹部两测。磁滞伸缩弹片13的外部设有线圈骨架11，其上绕有线圈，线圈由激励线圈14和接收线圈12组成，线圈与支撑体10之间设有磁路阻件9。保护套5与支撑体10通过螺纹连接。

本实用新型的线圈骨架11上可先绕制激励线圈14，再绕制接收线圈12。

本实用新型的线圈骨架11上也可先绕制接收线圈12，再绕制激励线圈14。

本实用新型的附图图面说明如下：

图1为本实用新型外形结构示意图。

图2为本实用新型结构示意图。

下面将结合附图对本实用新型作进一步描述：

本实用新型设计原理是：激励装置16产生的脉冲电流信号作用于粘度传感器的线圈上，产生一强磁场，激励磁滞伸缩弹片13纵向振动，弹片6与磁滞伸缩弹片13尺寸形状相同，对焊于凹形传递件8的凹部两侧，由于该凹部仅是一薄隔膜，所以当流体粘度发生变化时，由于阻尼作用，磁滞伸缩弹片13的振幅衰减系数α将发生变化，线圈上感生的电压信号也将发生变化，根据流动力学原理，其数学表达式为：

u＝V₀e^－dtsin（2πft）

其中，V₀－－u的直流分量；

f－－磁滞伸缩弹片自振频率；

α－－磁滞伸缩弹片振幅衰减系数。

在纯粘牛顿流体时：

其中，α₀－－磁滞伸缩弹片固有阻尼；

β－－磁滞伸缩弹片常数；

η－－流体粘度；

P－－流体密度。

将这些变化的数据信号与基准电信号比较后，送入计算机分析处理，即可得到流体粘度的变化规律，实现对流体粘度进行随机采集、并将其转换成利于控制的电信号。

如图1、图2所示，粘度传感器由测头1和测体3组成，测头1的外部为保护套5，主要用于防止流体中的大块杂质的干扰，保护套5上设有均布的透孔2，利于流体通过。保护套5内设有弹片6。测体3的外部为支撑体10，其靠近测头1的一端设有凹形传递件8，凹形传递件8的凹部是一薄隔膜，用于增加弹片起振灵敏度，其凸部用于增加传递件8的强度。弹片6与位于支撑体10中心的磁滞伸缩弹片13对焊于传递件8凹部的薄隔膜两侧。弹片6与磁滞伸缩弹片13的尺寸形状相同。磁滞伸缩弹片13的外部设有线圈骨架11，线圈骨架11上绕有线圈。绕制线圈时，可先绕激励线圈14，再绕接收线圈12，也可先绕接收线圈12，再绕激励线圈14，激励线圈14与接收线圈12可用同一绕组，亦可分开。线圈与支撑体10之间设有磁路阻件9作为屏蔽层，防止外磁场的干扰。保护套5与支撑体10通过螺纹连接。保护套5螺纹紧固时，压迫凹形传递件8和O形线圈7，使测头1与测体3内外密封、紧固。激励、接收线圈的引出线4分别与激励装置16和接收装置15相接。

本实施例的保护套5、弹片6、传递件8、支撑体10，均采用不锈钢材料；O形圈采用氟橡胶材料；线圈采用QZ高温高强度绝缘漆包线；线圈骨架11采用酚醛骨架；磁路阻件采用铁氧体软磁材料。