在線粘度計的使用要求

目前，國內外很多廠家根據不同的在線粘度測量對象研究了許多不同的測量方法，現在比較常用的是力學法測量，力學粘度測量方法主要有，毛細管法、旋轉法、落球法、振動法。最近還出現許多針對特殊被測流體和特殊測量要求的新型粘度測量技術。

（1）毛細管法流體流經細管的流量與細管半徑的四次方成正比，而與流體的粘度成反比，因此，通過測量小細管內部流體流量和管徑的大小，就可以通過一定的關系得出流體的粘度。 毛細管測量法必須滿足如下條件，1.細管中流體的流動狀態必須為層流狀態，即為平行線狀流動2.毛細管為足夠長的直管并且管徑均勻一致3.流體的體積不隨環境壓力的變化而變化4.附著在毛細管壁的流體不存在滑動現象5.流體為牛頓流體并且流速均勻一致。 由于毛細管測量法受上述條件的影響因此測量過程中容易出現毛細管被大顆粒堵塞的情況，而且要求流體為穩定流動，同時，毛細管測量法在高溫環境下無法使用。

（2）旋轉法

旋轉法的主要原理是將進入待測流體中的物體旋轉，或者是維持物體靜止而使物體周圍的流體作旋轉流動時，由于存在剪應力作用，這些流體中的物體將會受到粘性力矩的作用。假若保證旋轉等條件相同，此時粘性力矩的大小將隨著流體的粘度的變化而變化，通過測量粘性力矩的大小，即可按照一定的關系求出流體的粘度。 由于旋轉法的操作方式簡單，適用面廣，因此在我國應用十分廣泛。但是旋轉法精度較低，對流體以及周圍測量環境要求較高。

（3）落球法 假如一個小球在流體中運動滿足如下基本條件1.流體為牛頓流體2.球為剛性球3.小球的運動速度很緩慢并且為勻速運動，則此時剛性小球在粘性流體中運動所受到的粘性力與小球的速度以及流體的粘性有關。由小球的各項參數以及下落的距離和時間就能求出流體的粘度。落球法一般只適用于粘度較大并且較為透明的流體，適用范圍較窄，不適合道路瀝青粘度的在線測量。

   （4）振動法 振動法的原理是物體在流體中做扭轉運動時，由于會受到流體粘性阻尼的作用，物體的振幅會衰減，補充由于流體粘性阻尼而損失的能量，使物體的振幅維持在與流

體作用之前的狀態，則這部分補充的能量與流體的粘度和密度有關。測量出這部分補充的能

量，則可以按照一定的關系求出流體的粘度。用振動法測量流體粘度，響應速度很快，對安

裝以及測量環境的要求很低，即便在某些很苛刻的環境下也能得到所需要的測量精度適用面

廣，可靠性強，在高溫高壓下也能正常工作。

隨著自動化控制技術的高速發展，人們越來越不滿足從實驗室獲得粘度參數來控制產

品質量， ND 振動在線粘度計，就是專為在工藝現場直接測量粘度的在線分析儀器，由于粘度是衡量分子與分子之間剪切力的變化，在運動狀態下測量，具有一定的難 度，HYND振動在線粘度計采用一個固體棒狀元件，它工作在一定頻率下,沿其軸向方向旋轉振蕩，傳感器只有一個暴露的元件，允許流體在傳感器表面自由的流 動。當該元件剪切流體時，它將因粘度阻力變化而損失能量，損失的能量被電子線路檢測。由處理器轉換成可顯示的粘度讀數。該儀器通過改變傳感器元件的形狀可 測量很稠、很粘的介質，所以有很寬的粘度測量范圍。由于流體的剪切是用振動來實現，沒有活動部件、密封件和軸承?？蓮V泛應用于工業現場和實驗室的粘度精確 測量。

為了滿足用戶個性化需要，反應釜一般開孔少，開孔在頂部，離液面距離較遠，給粘度測量帶來麻煩，我公司為解決這個問題，專門研制了插身長的在線粘度計，可以在頂部直接插入液面，一般可做到500mm到4000mm，插入直徑89mm，可配dn100法蘭，供反應釜粘度在線測量和控制選用。

二、粘度應用：

對于粘性，人們很容易從諸如漿糊、膠水、油漆、蜂蜜、奶油、面糊這些熟悉的粘性液體感知，其實一切流體(包括水、酒精、血液、潤滑油、瀝青、面團、膏劑、化妝品、熔化或軟化的塑料、橡膠、玻璃、金屬甚至氣體等)都具有粘性，因為粘性是流體的基本特性，也就是說，凡是流體都具有粘性。粘性是流體的內摩擦，是流體反抗形變(流動是形變的形式之一)的特性。粘度是粘性的程度，是內摩擦力或流動阻力的度量。 一、粘度測量的應用 流 體的粘性有時會給生活帶來不便，給生產帶來麻煩。例如把原油從油田輸送到千里之遙的港口、基地、煉油廠，如果原油粘度太大，輸送就很困難，要費很大的動 力。但人們也利用流體的粘性應用于生產，例如將具有合適粘度的潤滑油加進機器的轉動部件之間，將固體之間極大的干摩擦變成液體內部很小的內摩擦，使機器得 以運轉自如。修理自行車滾珠軸承時，要加粘稠的黃油，就是利用潤滑脂靜止時為固態，運動時為液態的特殊粘塑性能，將其置于敞開狀態的軸承中，作為特定場合 下的潤滑劑等。粘度及其測量與人們生活、工農業生產及科學研究密切相關。特別在石油、化工、輕工、建材、煤炭、冶金、交通、國防、航天等國民經濟各領域有 廣泛應用。  建 材、冶金工業中，粘度也是高溫熔體的重要物理特性及工藝參數。不同工藝條件下的玻璃粘度如果不合適，吹制出的顯像管及玻璃儀器就會出現扭紋、氣泡等不均勻 的劣質品；采用液態排渣法的發電廠需要測定熔融狀態下煤渣粘度以達到順利排渣，金屬冶煉時熔體的粘度只有達到恰當值，金屬與礦渣才能分離，既保證金屬 質量又能節省能源。  粘 度又是石油化工產品的重要質量指標。各種石油產品的規格按粘度來分類，并以它來檢查產品的合格率。因為石油產品的粘度在許多場合至關重要，如潤滑油及潤滑 脂的粘度關系工作零件的磨損、發動機的靈活啟動，如果粘度不合適，輕則機器不能正常運行、損壞機器，重則釀成嚴重事故，如交通事故、飛行事故等。煤油、柴 油等各種燃料要有合適的粘度才能在霧化器中得到充分霧化，達到最佳的燃燒效果，能源得到充分利用；瀝青要求具有使道路及建筑物易于施工，又要保證施工質量 的粘度。

石油類：石化產品，油氣生產，油品輸送，瀝青，泥漿淤泥，燃料油 ，聚合物驅 

化工類：聚合物，樹脂 ， 溶劑，油墨顏料，潤滑劑，膠粘劑，

建材類：油漆 ，陶瓷，涂料，玻璃工業  

食品類：發酵產品，蜜餞糖果糖漿，食品加工 ，乳液，果汁果茶

造紙類：淀粉制膠

冶金類：礦物加工

水利：水處理  

電力工業

      制藥工業 

三、在線粘度計和實驗

早 期由于環境及設備問題，對于粘度的測量，皆采取現場取樣方式，在經由實驗室化驗、測試粘度值，所測得粘度值再經由實驗室回饋給現場人員，以做為現場調整質 量的依據，如此一來、一往的時間等待，往往影響產品產量，更有甚者，實驗室測得的粘度，一般皆為產品在最無干擾及最安定的條件下測得，其情況絕非現場生產 狀況的環境下，如溫度、壓力、流速、流體顆粒、攪拌速度…等復雜因素所測得的真實粘度值。以致于利用實驗室粘度值來做為產品質量控制依據，易產生下列的缺 點：

回饋時長

粘度值非生產狀況粘度值

產品質量不穩定

浪費人力資源

單點粘度測量，較不具代表性

有 鑒于此，目前歐、美、日等先進國家，對于實際工程和工業生產中，皆采取使用在線粘度計來直接監控產品粘度，通過在線測量過程中的液體粘度，可以得到液體流 變行為的數據變化，對于預測產品工藝過程的控制，如反應時間及產品質量，有著重要的指導價值。所以安裝有特點的在線粘度計，可以達到以下的優點：

提升產品質量

減少人力浪費，節省成本

不易產生次級不良品

可快速回收設備成本

提升公司

1、 實驗室粘度和在線粘度計測量粘度對比圖

                                        圖一

                          圖二

四、振動在線測粘度原理

當圓筒、球、圓環等物體在流體中作自由旋轉振動時，其振幅將受粘性力矩的作用而衰減，衰減系數與流體粘度有關，選流體振動體為筒體 ，粘度的計算公式為:

μ=f/4πh/(1/R₁² -1/R₂²),其中，

μ：流體粘度

f：流體力阻

h：圓筒的高度

R₁：圓筒的外徑

R₂：圓筒的內徑

對儀器上述公式可簡化為：μ=λδ

λ：儀器系數，由標定液得出

δ：振動衰減系數

ND利用電磁振蕩波形衰減法測試粘度，原始信號正比于λδ。通過微處理器計算后輸出線性信號。

ND是一套高精度的流程粘度計，幾乎能適用于任何液體和量程

ND一般用SS316不銹鋼制作，也可以選用特殊材料。有適用于不同壓力溫度范圍的設計。也可以提供從罐中或管道中抽出的結構。

ND系列粘度計能滿足各種在線粘度測試的要求?？捎糜谂ｎD和非牛頓流體。在

非牛頓流體中精度會有所下降，但仍能保持很高的重復精度，一致地反映生產過程粘度變化。

牛頓流體（觸變性）流變曲線

非牛頓流體（觸變性）流變曲線圖：      

由 上圖可看出，在低剪切率下粘度值斜率越大，越容易體現粘度的變化區間，而在高剪切率下則粘度測量值變化較大，即斜率變化大。振動式測量在線粘度計可以參考 實驗粘度計標準下物料粘度值作比對，由此得出的數據，在其他工藝條件發生變化時物料的粘度值變化時，能準確的反映出粘度來。  以保證穩定的測量。