振动弦粘度密度计

来源:自贡大型精密仪器共享平台 发布时间:2016-08-01 点击次数:109 【字体:    

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一、仪器名称:振动弦粘度/密度计

二、型    号:VS3000

三、生产厂家:西安夏溪电子科技有限公司

四、数量:1套

由西安夏溪电子科技有限公司自主开发研制的VS3000系列粘度计可实现粘度、密度、温度、压力的准确测量,同时配备了自动进样和清洗系统,在保持系统密封的条件下,可实现自动进样与清洗,同时,仪器可连接PC进行自动测试与数据处理。


测量方法


振动弦技术起源于早期对钟摆的研究,早在1830年,Bessel就认识到空气的浮力和惯性影响都会增加振动的周期。Stokes利用Navier-Stokes公式分析了钟摆问题,结果表明流体的密度和粘度与振动的周期有关系。直到1963年,基于Stokes流体力学理论的振动弦实验装置才被研制出来。振动弦实验装置出现较晚的主要原因是细丝微小振动的电子检测技术还不成熟。

1986年,Retsina等对该理论重新进行了研究和分析,新的模型把细丝当作是有弯曲刚度的,在采用自由衰减方式时,对Stokes最初的流体力学理论有一点小的修正。对振动弦装置最后比较重要的改进是,用一个密度较小的重物作为细丝的张紧机构,从而可以对流体的粘度和密度同时进行测量。对于在流体中悬挂丝的重物,在工作方程中引入一个浮力项,引入浮力项后,振动弦装置就可以用来同时测量流体的粘度和密度。粘度主要与流体的阻尼和惯性有关,由于浮力影响远远超过了丝周围流体惯性的影响,所以密度主要和重物的浮力有关。


基本原理


振动弦理论的基本模型是一根无线长圆截面的丝在无限大流体中做横向振动,丝的运动与流体的密度和粘度有关。振动弦的振动通过电磁感应实现,将金属丝放置在磁场中,给金属丝通入正弦电流,在磁场的作用下金属丝会做横向振动,在磁场中振动的金属丝又会产生感应电压,产生的感应电压和金属丝的振动速度相对应,通过测量振动丝的振动信号,利用非线性回归将共振曲线拟合成幅值和相位的表达式,就可以得到流体的粘度和密度值。


结构模型


振动弦测量最重要的部分是振动弦传感器,包括振动丝与上下夹具。振动丝的固定方式有三种。第一种是两端固定,这种方式只能用来测量粘度;第二种是一端固定,另一端悬挂重物,可以同时测量粘度和密度;第三种也是一端固定,另一端悬挂重物,但悬挂的是两个重物,用一个平衡装置连接,用来消除浮力大小对丝张力的改变,这种方式保证了丝所承受的张力不变,同样也只能测量粘度。


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