一种液体粘度测量装置

1.本实用新型涉及一种液体粘度测量装置，属于液体粘度测量技术领域。


背景技术：

2.液体粘度作为液体特性的一个重要参量，其测量对工业农业的发展有着极其重要的作用，在生物、医学等领域也常用到粘度测量。粘度是指液体内部对抗自身位置变化的程度和能力。传统粘度测量方法主要有毛细管法、旋转法以及落体法等。其中毛细管法主要是测量液体在重力或压力作用下经过毛细管所需要的时间。旋转法依据物体在受到液体粘性力后产生的力矩作用下会改变原来的转速或转矩这一性质来进行测量。落体法则是测量落体在液体中下落的时间依据斯托克斯掉率对溶液粘度就行计算。毛细管法测量液体过程中，流体自身性质、毛细管形状、液体在流动过程中的滑动等都会对测量结果造成影响，因此其误差较大。旋转法是粘度测量最常用的，应用范围非常广，几乎可以应用于所有液体粘度的测量，且精度高，但由于旋转粘度计是通过转子剪切液体产生的力矩来测量粘滞系数，容易在测量过程中产生剪切热而导致测量结果偏小。对于落体法，由于是测量物体下落或是上升的时间，所以容易在测量时间时产生误差，无法精确计时，且此方法对落体的形状、大小也有严格的要求。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种液体粘度测量装置，不易受到干扰，能够同时适用各种液体粘度测量。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
5.一种液体粘度测量装置，包括外壳，所述外壳内设置有溶液泵、水温箱和管道系统，所述外壳上设置有所述溶液泵的溶液泵入液口和所述管道系统的管道系统出液口，所述溶液泵的溶液泵出液口与所述水温箱的进液口连通，所述水温箱的出液口与所述管道系统的进液口连通，所述外壳内设置有依次电连接的压电陶瓷管、电荷放大器、数字示波器、a/d转换器和stm32单片机，所述压电陶瓷管串联在所述管道系统中，所述外壳外侧设置有与所述stm32单片机电连接的lcd显示屏。
6.所述外壳内设置有充电电池，所述充电电池用于给所述溶液泵、电荷放大器和数字示波器供电，所述外壳上设置有与所述充电电池电连接的usb 2.0接口。
7.所述管道系统内设置有流速仪，所述外壳上设置有与所述流速仪电连接的溶液泵显示屏。
8.所述外壳上设置有控制所述溶液泵流速的流速调节旋钮和控制所述溶液泵启停的溶液泵开关。
9.所述外壳上设置有控制所述电荷放大器的第一开关。
10.所述外壳上设置有控制所述数字示波器的第二开关。
11.本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种液体粘度测量装置，基于压电效
应，利用压电陶瓷的压电效应将微小的机械能转化为电能，得到对应的电压数据，压电陶瓷的敏感特性大大提高了装置的灵敏度。通过溶液泵控制液体流速，测量同温度下不同流速液体对管壁的作用力，增加数据量使得实验结果更加准确，再stm32单片机对电压数据与溶液粘度进行图线拟合，得到液体的粘度和电压的关系曲线从而能够对液体进行定性、定量分析，这使得装置具有精度高、响应快的显著优点。同时本实用新型不易受到干扰，能够同时适用各种液体粘度测量。
附图说明
12.图1为本实用新型一种液体粘度测量装置的结构示意图；
13.图2为本实用新型中结构示意图。
14.图中附图标记如下：1-电荷放大器；2-数字示波器；3-压电陶瓷管；4-a/d转换器；5-stm32单片机；6-lcd显示屏；7-管道系统；8-充电电池；9-usb 2.0接口；10-溶液泵出液口；11-溶液泵；12-溶液泵显示屏；13-溶液泵入液口；14-流速调节旋钮；15-溶液泵开关；16-第一开关；17-第二开关；18-水温箱；19-管道系统出液口。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
16.如图1所示，本实用新型提供一种液体粘度测量装置，包括外壳，外壳内设置有溶液泵11、水温箱18和管道系统7，外壳上设置有溶液泵11的溶液泵入液口13和管道系统7的管道系统出液口19，溶液泵11的溶液泵出液口10与水温箱18的进液口连通，水温箱18的出液口与管道系统7的进液口连通。溶液从溶液泵入液口13进入到溶液泵11，然后通过水温箱18进入到管道系统7和压电陶瓷管3，不同流速的溶液会在管道系统7和压电陶瓷管3中进行流动，最后通过管道系统7的管道系统出液口19出来。其中水温箱18可控制溶液的温度，保证溶液温度恒定，降低温度对测试精度的影响，
17.外壳上设置有与控制溶液泵11的流速调节旋钮14和溶液泵开关15，分别控制溶液泵11的流速以及开关。外壳上设置有与管道系统7内流速仪电连接的溶液泵显示屏12，溶液泵显示屏12用于将温度信息和流速信息显示。
18.电荷放大器1、数字示波器2、a/d转换器4和stm32单片机5依次电连接，外壳上设置有控制电荷放大器1的第一开关16，外壳上设置有控制数字示波器2的第二开关17。压电陶瓷管3能够捕捉流动液体撞击管壁所产生的振动并通过压电效应转化为电信号，电荷放大器1用于将压电陶瓷产生的电信号放大，使得其能够通过数字示波器2观察，数字示波器2用于显示经放大后电信号的波形图。a/d转换器4将示波器输出的电压信号转化为数字信号并存储。
19.stm32单片机5主要用于对存储的数据进行处理，建立溶液粘度和电压数据的关系，并将未知粘度溶液对应的电压数据输入，通过stm32单片机计算，最终输出溶液粘度值。外壳外侧设置有与stm32单片机5电连接的lcd显示屏6，用于显示溶液粘度值。stm32单片机的功能如图2所示，其接法如下：
20.pa11
‑‑
》txd pa10
‑‑
》rxd
21.将数据处理器接在stm32上pa11和pa10两个口进行数据的发送与接收,其中rxd为接收数据端，txd为发送数据端。同时利用lcd显示模块将stm单片机得出的溶液粘度进行显示，并且可以用pwm调节改变lcd亮暗，控制lcd背光。
22.vcc
‑‑
》3.3vgnd
‑‑
》gndcs
‑‑
》pb11reset
‑‑
》pb12
23.dc
‑‑
》pb10sdi
‑‑
》pb15sck
‑‑
》pb13led
‑‑
》pb9
24.本实用新型为可充电结构，外壳内设置有充电电池8，充电电池8用于给溶液泵11、电荷放大器1和数字示波器2供电，外壳上设置有与充电电池8电连接的usb2.0接口9。
25.本实用新型的工作过程为：首先控制溶液泵的流速和温度不变，测量已经粘度的液体，建立得到液体的粘度和电压的关系曲线，然后测量待测液体的粘度对应的电压值，根据粘度和电压的关系曲线得到待测溶液粘度。
26.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种液体粘度测量装置，其特征在于：包括外壳，所述外壳内设置有溶液泵(11)、水温箱(18)和管道系统(7)，所述外壳上设置有所述溶液泵(11)的溶液泵入液口(13)和所述管道系统(7)的管道系统出液口(19)，所述溶液泵(11)的溶液泵出液口(10)与所述水温箱(18)的进液口连通，所述水温箱(18)的出液口与所述管道系统(7)的进液口连通，所述外壳内设置有依次电连接的压电陶瓷管(3)、电荷放大器(1)、数字示波器(2)、a/d转换器(4)和stm32单片机(5)，所述压电陶瓷管(3)串联在所述管道系统(7)中，所述外壳外侧设置有与所述stm32单片机(5)电连接的lcd显示屏(6)。2.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述外壳内设置有充电电池(8)，所述充电电池(8)用于给所述溶液泵(11)、电荷放大器(1)和数字示波器(2)供电，所述外壳上设置有与所述充电电池(8)电连接的usb 2.0接口(9)。3.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述管道系统(7)内设置有流速仪，所述外壳上设置有与所述流速仪电连接的溶液泵显示屏(12)。4.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述外壳上设置有控制所述溶液泵(11)流速的流速调节旋钮(14)和控制所述溶液泵(11)启停的溶液泵开关(15)。5.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述外壳上设置有控制所述电荷放大器(1)的第一开关(16)。6.根据权利要求1所述的一种液体粘度测量装置，其特征在于：所述外壳上设置有控制所述数字示波器(2)的第二开关(17)。

技术总结
本实用新型公开了一种液体粘度测量装置，包括外壳，外壳内设置有溶液泵、水温箱和管道系统，外壳上设置有溶液泵的溶液泵入液口和管道系统的管道系统出液口，溶液泵的溶液泵出液口与水温箱的进液口连通，水温箱的出液口与管道系统的进液口连通，外壳内设置有依次电连接的压电陶瓷管、电荷放大器、数字示波器、A/D转换器和STM32单片机，压电陶瓷管串联在管道系统中，外壳外侧设置有与STM32单片机电连接的LCD显示屏。本实用新型提供的一种液体粘度测量装置，不易受到干扰，能够同时适用各种液体粘度测量。粘度测量。粘度测量。


技术研发人员：田鹏飞 赵理江 薛杰 张雅男
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/7/28