粘度密度計(jì) >> VM4000系列

流體的粘度，密度是流體的重要物理化學(xué)性質(zhì)之一。

VM 4000系列振動(dòng)弦法液體粘度密度計(jì)是公司研制出的可同時(shí)測(cè)量液體粘度和密度的高精度儀器。VM 4000系列可廣泛應(yīng)用于潤(rùn)滑油、冷凍機(jī)油、冷凍液、制冷劑等單組分或混合物的粘度和密度的檢測(cè)、標(biāo)定、計(jì)量、科學(xué)研究等，特別適用于揮發(fā)性液體和高壓測(cè)量。
VM 4000系列振動(dòng)弦法液體粘度密度計(jì)是西安夏溪電子科技有限公司研制出的可同時(shí)測(cè)量液體粘度和密度的高精度儀器，可廣泛應(yīng)用于潤(rùn)滑油、冷凍機(jī)油、冷凍液、制冷劑等單組分或混合物的粘度和密度的檢測(cè)、標(biāo)定、計(jì)量、科學(xué)研究等，特別適用于揮發(fā)性液體和高壓測(cè)量。 
★  高準(zhǔn)確度：可同時(shí)獲得粘度和密度值，粘度測(cè)量準(zhǔn)確度2%，密度測(cè)量準(zhǔn)確度0.5%；

★  測(cè)量快速：測(cè)試周期小于5分鐘；

★  可拓展應(yīng)用：可配備-30~120度環(huán)境模塊，可獲得0.1~15MPa范圍內(nèi)的粘溫曲線和粘壓曲線；

★  高度自動(dòng)化：操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)進(jìn)樣，自動(dòng)計(jì)算；

      針對(duì)于高壓以及高低溫寬廣范圍內(nèi)的流體粘度高精度測(cè)量，西安夏溪電子科技有限公司自主開(kāi)發(fā)研制了VM 4000系列粘度計(jì)。VM 4000系列粘度計(jì)基于目前流體粘度研究領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的振動(dòng)弦法，可以實(shí)現(xiàn)0.1~15MPa、-30~120度范圍內(nèi)（其他溫度、壓力范圍可定制）的流體粘度的高精度測(cè)量（粘度測(cè)量準(zhǔn)確度2%，密度測(cè)量準(zhǔn)確度0.5%），整個(gè)測(cè)量過(guò)程不需要流體流動(dòng)，并同時(shí)可實(shí)現(xiàn)粘度、密度的同時(shí)測(cè)量，結(jié)合自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)、自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集和處理軟件，*的降低了對(duì)于操作人員的技術(shù)要求。

測(cè)量方法

      測(cè)量粘度的方法很多，如毛細(xì)管法、落體法、旋轉(zhuǎn)法、振動(dòng)法等。在眾多的測(cè)量方法中，振動(dòng)弦方法因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用于寬廣的粘度、溫度、壓力范圍而備受研究人員的廣泛關(guān)注。在zui初提出時(shí)，振動(dòng)弦方法的測(cè)量精度并不是很高，但由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、樣品用量少，特別適合高壓和低溫下其他方法不能測(cè)量的場(chǎng)合，特別是如果設(shè)計(jì)得當(dāng)還可以同時(shí)獲得被測(cè)流體的密度和粘度，因此近二三十年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注和研究；隨著研究的深入和電子技術(shù)的發(fā)展，到目前為止，無(wú)論是理論模型、影響因素分析還是實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)，振動(dòng)弦方法都得到飛速的進(jìn)步，其測(cè)量準(zhǔn)確度得到很大的提升，應(yīng)用領(lǐng)域得到快速擴(kuò)展，同時(shí)成為IATP（International Association for Transport Properties）建立高粘度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的*測(cè)量方法。

      振動(dòng)弦粘度計(jì)以固體的振動(dòng)特性（含有液體，或者周圍包圍有液體）來(lái)獲得流體粘度和密度，由于這種方法不需要流體的整體運(yùn)動(dòng)，因而可以使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的很緊湊，且其由于粘性耗散產(chǎn)生的熱量很小。這種方法只需要測(cè)量質(zhì)量、長(zhǎng)度和時(shí)間這幾個(gè)基本物理量，因此可以獲得很高的測(cè)量精度。

      相比于其他方法，振動(dòng)弦法具有一些特別的優(yōu)勢(shì)，因而受到流體粘度研究領(lǐng)域的普遍關(guān)注，比如：

      ★  振動(dòng)弦的傳感器部分擁有一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鞣匠?，以及有明確含義的物理參數(shù)；

      ★  由于傳感器的幾何結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以避免了進(jìn)行任何關(guān)于溫度和壓力的標(biāo)定；

      ★  振動(dòng)弦實(shí)驗(yàn)裝置不受表面張力和界面張力的影響，而這些影響在毛細(xì)管設(shè)備中非常常見(jiàn)；

      ★  振動(dòng)弦系統(tǒng)在其可以應(yīng)用的測(cè)量范圍內(nèi)，均可以避免逐級(jí)標(biāo)定；

      ★  由于測(cè)量量基本為電測(cè)量，理論上振動(dòng)弦法可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化測(cè)量；

      ★  理論上可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量，不需要任何標(biāo)定（已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)）。

測(cè)量原理

      振動(dòng)弦理論的基本模型是一根無(wú)線長(zhǎng)圓截面的絲在無(wú)限大流體中做橫向振動(dòng)，絲的運(yùn)動(dòng)與流體的密度和粘度有關(guān)。振動(dòng)弦的振動(dòng)通過(guò)電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)，將金屬絲放置在磁場(chǎng)中，給金屬絲通入正弦電流，在磁場(chǎng)的作用下金屬絲會(huì)做橫向振動(dòng)，在磁場(chǎng)中振動(dòng)的金屬絲又會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓和金屬絲的振動(dòng)速度相對(duì)應(yīng)，通過(guò)測(cè)量振動(dòng)絲的振動(dòng)信號(hào)，利用非線性回歸將共振曲線擬合成幅值和相位的表達(dá)式，就可以得到流體的粘度和密度值。

      振動(dòng)弦測(cè)量zui重要的部分是振動(dòng)弦傳感器，包括振動(dòng)絲與上下夾具。振動(dòng)絲的固定方式有三種。*種是兩端固定，這種方式只能用來(lái)測(cè)量粘度；第二種是一端固定，另一端懸掛重物，可以同時(shí)測(cè)量粘度和密度；第三種也是一端固定，另一端懸掛重物，但懸掛的是兩個(gè)重物，用一個(gè)平衡裝置連接，用來(lái)消除浮力大小對(duì)絲張力的改變，這種方式保證了絲所承受的張力不變，同樣也只能測(cè)量粘度。

不同的振動(dòng)弦懸掛結(jié)構(gòu)

測(cè)量準(zhǔn)確

      VM 4000系列是專門針對(duì)流體粘度的高精度測(cè)量研制開(kāi)發(fā)的，采用的是目前粘度測(cè)量領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的振動(dòng)弦(Vibrating Wire)的技術(shù)，在采用標(biāo)準(zhǔn)樣品甲苯和純水對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)后，證明VM 4000系列測(cè)量粘度的準(zhǔn)確度可達(dá)1%之內(nèi)，密度的測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá)0.2%，因此可以很好的保證科學(xué)研究的需求。

可同時(shí)獲得多種性質(zhì)

      VM 4000系列可同時(shí)獲得高精度的密度、粘度數(shù)據(jù)，配合中溫液體環(huán)境模塊，還可以獲得-30~120度范圍內(nèi)的粘度-溫度曲線；配合壓力控制模塊，可以獲得0.1~15MPa范圍內(nèi)的粘度-壓力曲線，從而分別獲得被測(cè)流體的粘溫系數(shù)和粘壓系數(shù)。

適用范圍廣

      適用多種流體：可測(cè)水、乙醇等純液體，潤(rùn)滑油、冷凍機(jī)油、冷凍液、制冷劑等各種有機(jī)混合流體等；

      適應(yīng)場(chǎng)合：科研院校、檢測(cè)機(jī)構(gòu)和各種企業(yè)單位質(zhì)檢等。

操作簡(jiǎn)單

      USB接口方式及簡(jiǎn)單的軟件界面操作，整個(gè)測(cè)試周期只需要5min，使得用戶在無(wú)任何專業(yè)知識(shí)的前提下均能準(zhǔn)確的進(jìn)行操作，獲得可靠的被測(cè)流體粘度密度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如配合自動(dòng)進(jìn)樣、自動(dòng)控溫，可以幫助用戶更加有效的降低人力成本。

粘度和密度是物質(zhì)重要的熱物理性質(zhì)數(shù)據(jù)，在能源化工等領(lǐng)域有著重要和廣泛的應(yīng)用，是科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

      VM 4000振動(dòng)弦液體粘度密度計(jì)采用目前流體粘度高精度測(cè)量研究中的振動(dòng)弦方法，具有測(cè)試準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，更主要的是可以同時(shí)獲得被測(cè)流體的粘度和密度數(shù)據(jù)，已經(jīng)廣泛用于納米流體、冷凍液、潤(rùn)滑油、航空煤油、制冷劑等各種流體的粘度和密度高精度測(cè)量。更多更詳細(xì)的測(cè)量案例，請(qǐng)見(jiàn)液體粘度測(cè)量服務(wù)。

潤(rùn)滑油

      機(jī)具摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，引起摩擦部位溫度上升，如果長(zhǎng)時(shí)間表面處于高溫，會(huì)導(dǎo)致表面物性發(fā)生較大的改變。解決機(jī)具摩擦帶來(lái)的問(wèn)題，一方面要考慮潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑效果，另一方面希望潤(rùn)滑油能夠帶走摩擦產(chǎn)生的熱量。因此，研究潤(rùn)滑油的熱物性具有很重要的意義。VM 4000振動(dòng)弦液體粘度密度計(jì)可以研究不同添加劑、不同組分、同一組分不同溫度、不同壓力下的粘度和密度，為潤(rùn)滑油的應(yīng)用提供重要的指導(dǎo)。

納米流體

      納米流體是指把一些固體納米粉體分散到水、醇、油等傳統(tǒng)換熱流體介質(zhì)中，制備成分散均勻、性質(zhì)穩(wěn)定、高導(dǎo)熱系數(shù)的新型換熱介質(zhì)，這是納米技術(shù)應(yīng)用于熱能工程這一傳統(tǒng)領(lǐng)域的創(chuàng)新性的研究。納米流體已經(jīng)成為材料、物理、化學(xué)、傳熱學(xué)等眾領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其中納米流體的熱物性如導(dǎo)熱系數(shù)、粘度、比熱容的測(cè)定對(duì)于研究具有重要意義。

      VM 4000振動(dòng)弦液體粘度密度計(jì)可以幫助用戶研究添加劑、基體成分、顆粒大小、添加劑濃度、溫度等各項(xiàng)參數(shù)對(duì)納米流體的粘度和密度的影響，使用戶在zui短的時(shí)間內(nèi)掌握流體的熱物理性能，從而對(duì)納米流體的改性有更深入的研究。

其他

      VM 4000振動(dòng)弦液體粘度密度計(jì)還可以廣泛用于替代燃料、替代制冷劑等流體粘度密度的高精度研究。

檢定方法

      飽和液相甲苯是被應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)*的測(cè)量液相粘度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。為了檢驗(yàn)儀器的準(zhǔn)確度及可靠性，西安夏溪電子科技有限公司利用飽和液相甲苯對(duì)儀器進(jìn)行了檢驗(yàn)。標(biāo)定中所使用的液相甲苯是美國(guó)TEDIA公司生產(chǎn)的純度99.9 %。

檢定結(jié)果

      利用VM 4000系列振動(dòng)弦粘度/密度計(jì)對(duì)298.15 K、0.1 MPa狀態(tài)下的甲苯進(jìn)行標(biāo)定，該狀態(tài)下甲苯的粘度和密度參考數(shù)據(jù)分別是ρ_ref = 862.5 kg·m⁻³，η_ref = 0.555 mPa·s，圖1為甲苯中的共振曲線及其與理論方程的偏差，結(jié)果表明共振曲線與方程吻合很好。

      下表列出了利用VM 4000系列振動(dòng)弦粘度/密度計(jì)獲得的甲苯的粘度和密度測(cè)量值以及與文獻(xiàn)（Assael MJ, Avelino HMT, Dalaouti NK, et al. Reference Correlation for the Viscosity of Liquid Toluene from 213 to 373 K at Pressures to 250 MPa[J]. International Journal of Thermophysics, 2001, 22(3): 789-799）的比較。

表1 甲苯的粘度和密度測(cè)量結(jié)果

      圖2示出了甲苯密度實(shí)驗(yàn)值與文獻(xiàn)值的偏差，圖3給出了甲苯黏度實(shí)驗(yàn)值與文獻(xiàn)值的偏差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明振動(dòng)弦粘度/密度計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果可靠。