一種用于高溫高壓的雙毛細管粘度計的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型流體粘度測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于高溫高壓的雙毛細管粘度
i+o
【背景技術(shù)】
[0002]粘度是流體重要的物理性質(zhì)之一，是用來表征流體粘性程度的物理量。粘度測量在石油、化工、交通、冶金、醫(yī)藥、食品、建材及國防等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。目前粘度測量方法主要包括有毛細管法、落體法、旋轉(zhuǎn)法、振動法和超聲波法等。
[0003]旋轉(zhuǎn)法的原理是通過測量流體作用于物體的粘性力矩或物體的轉(zhuǎn)速來確定流體的粘度。由于其可以在不同的切變率下對同種材料進行測量的優(yōu)點，被廣泛應用于測量牛頓液體和非牛頓液體的粘度及流變特性。缺點是所需的硬件設(shè)備較多，結(jié)構(gòu)復雜，價格較昂蟲貝ο
[0004]落體法的原理是利用物體在液體中下落所受到的阻力來測定流體的粘度。特點是結(jié)構(gòu)簡單，可較為方便的進行高粘度流體粘度的測量。缺點是只適合測量密度比較大的牛頓流體；測量不透明液體粘度時，需要用到特性的感應裝置。
[0005]振動法主要包括旋轉(zhuǎn)振動粘度計和振動片粘度計等類型。旋轉(zhuǎn)振動粘度計從振動體的振動周期和對數(shù)衰減率求得衰減常數(shù)從而獲得粘度；振動片粘度計主要通過測量薄片在流體中振動的振幅計算獲得粘度的大小。一般情況下，振動法測量適用于低粘度和小量流體樣品的測量。
[0006]超聲波法是利用超聲波在固體和液體兩種介質(zhì)表面發(fā)生反射，捕獲反射波能量衰減特性間接獲得液體粘度的方法。超聲波法可以實現(xiàn)無損傷在線檢測，具有快速、實時性好的優(yōu)點。但技術(shù)要求較高，成本昂貴且發(fā)展不成熟。
[0007]毛細管法測量液體粘度是基于哈根-泊肅葉(Hagen-Poiseuille)定律，根據(jù)毛細管兩端的壓強差，毛細管長及毛細管內(nèi)徑，液體流經(jīng)毛細管的體積等參數(shù)求得液體的粘度值。毛細管粘度計因其測量精度高，結(jié)構(gòu)簡單，成為目前液體粘度測量中應用最廣的一種粘度計。毛細管法可分為絕對測量和相對測量，相對測量因其不需要對毛細管的尺寸、流量、壓力各個參數(shù)進行測量，過程相對簡單而得到廣泛的應用研宄。
[0008]多毛細管粘度測量是相對測量方法中的一種，專利1143187披露了一種兩管式烏氏粘度計；專利US6745615披露了一種利用漸減的壓力差在多個剪切率上測定非牛頓流體粘度的雙立管/單毛細管粘度計；1390302專利CN1869642披露了一種恒壓、可調(diào)速的兩管式毛細管粘度計；專利US4463598披露了一種等臂橋式兩毛細管粘度計；專利US7334457披露了一種回路中增添閥通過改變測量回路流動路徑改進流體壓差感測的多毛細管粘度測量系統(tǒng)及方法?，F(xiàn)有多毛細管粘度計大都屬于離線測量，不能滿足不同狀態(tài)參數(shù)特別是高壓高溫條件下流體粘度的在線測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種用于高溫高壓的雙毛細管粘度計，該雙毛細管粘度計測量精度高，測量方法簡單。
[0010]為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是:
[0011]一種用于高溫高壓的雙毛細管粘度計，包括與試劑瓶I連接的恒流泵2，與恒流泵2連接的測量管路，在恒流泵2與測量管路連接的管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥3和過濾器4，所述測量管路包括上游測量管路和下游測量管路，下游測量管路通過冷凝器29連接收液瓶31，在冷凝器29與收液瓶31連接的管路上設(shè)置有精密背壓閥30 ;所述上游測量管路包括以盤管的形式置于上游恒溫器12中的上游測試用毛細管7 ;所述上游恒溫器12包括設(shè)置于上游測試用毛細管7入口處的上游測溫溫度計6，放置在上游恒溫器12內(nèi)的上游加熱絲10，與上游加熱絲10連接的上游直流加熱電源9，與上游測試用毛細管7和上游直流加熱電源9連接的上游PID恒溫控制器11 ;所述上游測試用毛細管7管路兩端分別設(shè)置上游第一壓力傳感器14和上游第二壓力傳感器15，所述上游第一壓力傳感器14和上游第二壓力傳感器15間設(shè)置上游差壓傳感器13 ;所述下游測量管路包括以盤管的形式置于下游恒溫器22中的下游測試用毛細管20 ;所述下游恒溫器22包括設(shè)置于下游測試用毛細管20入口處的下游測溫溫度計18，放置在下游恒溫器22內(nèi)的下游加熱絲23，與下游加熱絲23連接的下游直流加熱電源21，與下游測試用毛細管20和下游直流加熱電源21連接的下游PID恒溫控制器24，還包括伸入下游恒溫器22內(nèi)的攪拌器25 ;所述下游測試用毛細管20管路兩端分別設(shè)置下游第一壓力傳感器27和下游第二壓力傳感器28，所述下游第一壓力傳感器27和下游第二壓力傳感器28間設(shè)置下游差壓傳感器26 ;還包括與所述上游測溫溫度計6、下游測溫溫度計18、上游PID恒溫控制器11、下游PID恒溫控制器24、上游差壓傳感器13、上游第一壓力傳感器14、上游第二壓力傳感器15、下游差壓傳感器26、下游第一壓力傳感器27和下游第二壓力傳感器28連接的采集系統(tǒng)16。
[0012]所述上游測試用毛細管7和下游測試用毛細管20的尺寸相同。
[0013]所述恒流泵2能夠提供0.01-9.99ml/min液態(tài)體積流量的穩(wěn)定輸出。
[0014]所述上游測試用毛細管7之間及其與前后流通管路、壓力測量管路之間采用上游三通接頭8連接，所述下游測試用毛細管20之間及其與前后流通管路、壓力測量管路之間采用下游三通接頭19連接。
[0015]所述上游測試用毛細管7和下游測試用毛細管20以螺旋方式纏繞在直徑為150mm的不銹鋼金屬圓柱上水平放置，進出口留有10mm的直管段。
[0016]所述上游測試用毛細管7的進口前布置一段長度為300mm，材質(zhì)和管徑與上游測試用毛細管7相同的上游預熱毛細管5，所述下游測試用毛細管20的進口前布置一段長度為300mm，材質(zhì)和管徑與下游測試用毛細管20相同的下游預熱毛細管17。
[0017]所述下游恒溫器22采用水浴加熱法，恒定溫度設(shè)置在25°C ;所述下游恒溫器22的加熱分為兩個步驟:25-240°C采用油浴加熱法，高于240°C采用熔鹽浴加熱法。
[0018]所述上游測試用毛細管7和下游測試用毛細管20由316不銹鋼材質(zhì)加工成型，管長為3100mm，截面為圓形，名義內(nèi)徑250 μ m，管徑均勻。
[0019]本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0020]1、通過標準流體和被測流體間壓力信號的對比關(guān)系可以直接得到被測流體的動力粘度，測試方法簡單，重復性好，測量精度高。
[0021]2、本實用新型方法可以實現(xiàn)流體在不同狀態(tài)參數(shù)(特別是高壓高溫苛刻條件)下動力粘度的在線測量。
【附圖說明】
[0022]附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0024]如附圖所示，本實用新型一種用于高溫高壓的雙毛細管粘度計，包括與試劑瓶I連接的恒流泵2，與恒流泵2連接的測量管路，在恒流泵2與測量管路連接的管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥3和過濾器4，所述測量管路包括上游測量管路和下游測量管路，下游測量管路通過冷凝器29連接收液瓶31，在冷凝器29與收液瓶31連接的管路上設(shè)置有精密背壓閥30 ；所述上游測量管路包括以盤管的形式置于上游恒溫器12中的上游測試用毛細管7 ;所述上游恒溫器12包括設(shè)置于上游測試用毛細管7入口處的上游測溫溫度計6，放置在上游恒溫器12內(nèi)的上游加熱絲10，與上游加熱絲10連接的上游直流加熱電源9，與上游測試用毛細管7和上游直流加熱電源9連接的上游PID恒溫控制器11 ;所述上游測試用毛細管7管路兩端分別設(shè)置上游第一壓力傳感器14和上游第二壓力傳感器15，所述上游第一壓力傳感器14和上游第二壓力傳感器15間設(shè)置上游差壓傳感器13 ;所述下游測量管路包括以盤管的形式置于下游恒溫器22中的下游測試用毛細管20 ;所述下游恒溫器22包括設(shè)置于下游測試用毛細管20入口處的下游測溫溫度計18，放置在下游恒溫器22內(nèi)的下游加熱絲23，與下游加熱絲23連接的下游直流加熱電源21，與下游測試用毛細管20和下游直流加熱電源21連接的下游PID恒溫控制器24，還包括伸入下游恒溫器22內(nèi)的攪拌器25 ;所述下游測試用毛細管20管路兩端分別設(shè)置下游第一壓力傳感器27和下游第二壓力傳感器28，所述下游第一壓力傳感器27和下游第二壓力傳感器28間設(shè)置下游差壓傳感器26 ;還包括與所述上游測溫溫度計6、下游測溫溫度計18、上游PID恒溫控制器11、下游PID恒溫控制器24、上游差壓傳感器13、上游第一壓力傳感器14、上游第二壓力傳感器15、下游差壓傳感器26、下游第一壓力傳感器27和下游第二壓力傳感器28連接的采集系統(tǒng)16。上游PID恒溫控制器11和下游PID恒溫控制器24實現(xiàn)恒溫控制，溫度波動性不超過0.10C /h。精密背壓閥30實現(xiàn)粘度計工作壓力