什么是靈光一瞥？

您是否需要快速完成測量、繪圖或搭建？相較于追求嚴絲合縫的‘科學范式’，我們更關注高效達成目標。為此，我們推出「靈光一瞥」—— 科學之妙，亦可化繁為簡。無需繁瑣論證，只需以實用為綱，敏捷呈現成果。若您對此感興趣，我們愿與您及團隊深入探討，共尋答案。

內容摘要

本期的靈光一瞥主要涉及當介質粘度超出了專用粘度傳感器 VLO-M2 的測量范圍時的一種測定方法。該方法在很寬的溫度范圍內對各種介質進行了測量，結果發現可以檢測的粘度范圍大于 400 mPa?s。該方法用FLT-M1_i1 科里奧利傳感器流量測量。科里奧利測量原理非常適合這種方法，因為它的測量管形狀精確，可以測量其上的壓降。

此測試的必要性何在？

長期以來，介質粘度一直是潤滑油的一個重要參數。與此同時，粘度在油漆/涂料或維護產品等領域也得到了進一步的直接應用。然而，油品質量測量等間接應用也變得越來越重要。我們將介紹一種基于 “古老 ”壓差原理的粘度測量方法，該方法采用了精確的科里奧利測量技術。

研究結果

FLT-M1_i1 的入口處和出口處分別裝有一個壓力傳感器（見圖 1）。記錄了不同介質和溫度下的流速、入口壓力、出口壓力和溫度等測量變量。

圖 1: 測試裝置包括兩個壓力傳感器、FLT-M1_i1 科里奧利質量流量傳感器和一個溫控循環系統

各種液體（從水到高粘度 ISO 100 液壓油）在溫控循環系統中通過傳感器裝置泵送。在 10 °C 至 70 °C 的溫度范圍內，粘度從約 0.5 mPa?s 到約 450 mPa?s 不等。

圖 2: 所有使用介質的粘度隨溫度變化的測量值

介質的動態粘度  可以通過測量變量流量 Q、壓差 Δp 和科里奧利測量管的幾何變量長度 L 和半徑 R 計算得出，計算公式為哈根-普瓦耶定律:

必須使用額外的校正系數來校正流體阻塞和管道曲率的影響。然后將用這一簡單公式計算出的粘度與參考值進行對比:

圖 3: 粘度測量值與參考值的比較

測量結果在很大范圍內都非常符合理想的哈根-普瓦耶定律。偏差主要出現在介質溫度非常高或非常低的情況下。這可能是由于管道沿線的溫度梯度以及介質與環境之間的溫差造成的，因此無法確定 “實際 ”溫度。

這也導致了參考溫度的不確定性，從而導致了參考粘度的不確定性。在這個簡單的測試中，這些誤差為 ±10%。不過，通過校準和/或限制溫度范圍，可以大大改善這種情況。TrueDyne Sensors AG 的一個合作伙伴已經成功并高度發展了用于測量原油質量的測量原理:

流量和密度作為有價值的附加測量變量被 “免費 ”包含在內。

結論

通過壓力傳感器和科里奧利質量流量傳感器的組合，成功測定了 0.5 mPa?s 至約 450 mPa?s 范圍內介質的粘度。除粘度測量外，還可測量質量流量和密度，因此這種多參數解決方案的應用范圍非常廣泛。