音叉諧振式黏密度計計量性能及校準(zhǔn)方法

/ 上海市計量測試技術(shù)研究院

0 引言

黏密度測量是石油化工、生物醫(yī)藥、食品能源以及國防等領(lǐng)域控制生產(chǎn)流程、保證生產(chǎn)安全、評定產(chǎn)品質(zhì)量及科學(xué)研究的重要手段。傳統(tǒng)黏度測量方法主要包括毛細(xì)管法、旋轉(zhuǎn)法、落球法、振動法[1]，密度測量方法主要包括阿基米德法、等體積法、等質(zhì)量法、壓差式、超聲波式[2]，以及在此基礎(chǔ)上為滿足特定要求而進(jìn)行的諸多方法優(yōu)化。

傳統(tǒng)的黏密度測量方法只能測量純凈液體，不能同時測量液體黏度和密度，最主要是不能在線測量，并且具有很大的局限性，對于泡沫非牛頓液體或含氣泡等混合相液體無法進(jìn)行測量。現(xiàn)在市場上有一種基于音叉諧振原理的黏密度計，其利用音叉諧振原理測量液體諧振頻率，從而獲得液體的黏度與密度。因其性能穩(wěn)定且適用于小孔徑的場合，能夠適用于容量極少、黏度很低甚至含泡沫的非牛頓液體或含有固體或氣泡等混合相液體的在線黏度與密度測量，而被廣泛研究和應(yīng)用[3-4]。

鑒于尚無針對這種黏密度計的校準(zhǔn)方法，本文通過實驗及誤差分析，評估了這種音叉諧振式黏密度計的實際計量性能狀況，在此基礎(chǔ)上探討其校準(zhǔn)方法。

1 儀器測量原理

音叉諧振式黏密度計主要由音叉、激振單元、拾振單元構(gòu)成，是利用一個壓電晶體產(chǎn)生的諧振頻率，再通過音叉頭另一個壓電晶體測量其諧振頻率。當(dāng)液體流動經(jīng)過音叉時，受液體黏度、密度的影響，被測液體對音叉的阻尼大小不同，通過音叉?zhèn)鞲衅髦C振頻率的變化反應(yīng)液體的黏度與密度，其工作原理如圖1所示。……