CN104359795B - 液体粘度密度在线检测探头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液体粘度密度在线检测探头，其特征在于：包括线圈骨架，该线圈骨架的两端分别设置有上端盖和下端盖，线圈骨架通过上端盖和下端盖所围成的腔室作为测量室，该测量室的上端开口作为液体流入口，测量室的下端由引线座子密封，在测量室中设有导磁材料制成的运动浮子，在测量室下端的引线座子上安装有超声波传感器，在所述线圈骨架的外壁上绕制有线圈。其效果是：结构简单，安装方便，解决了液体粘度和密度在线测量问题，而且可以实现自动清洗功能，经久耐用，同时可附加温度传感器，消除温度对测量的影响，测量精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业检测装置，具体地说，是一种液体粘度密度在线检测探头。
背景技术
粘度和密度是液体的重要性能指标，现有的粘度测量方法有毛细管法、落球法、旋转法和振动法等通用方法，密度测量常用密度计法。
如中国专利201320739700.3公开一种液体粘度检测仪，它是通过在容器中设置搅拌装置和温度传感器，并且在容器内的下部设置检测装置，利用光电门进行测量，保证了测量的精度。
在现有技术中，存在许多类似上述专利技术来实现粘度检测，一方面，大多方法均为离线测量，难以满足工业现场测试要求；另一方面，需要人工对搅拌装置进行清洗，使用非常不便。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种液体粘度密度在线检测探头，能够实现在线测试与自动清洗。
为达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：
一种液体粘度密度在线检测探头，其关键在于：包括线圈骨架，该线圈骨架的两端分别设置有上端盖和下端盖，线圈骨架通过上端盖和下端盖所围成的腔室作为测量室，该测量室的上端开口作为液体流入流出口，测量室的下端由引线座子密封，在测量室中设有导磁材料制成的运动浮子，在测量室下端的引线座子上安装有超声波传感器，在所述线圈骨架的外壁上绕制有线圈。
基于上述设计，利用线圈通上直流电流产生恒定磁场，运动浮子在磁力的作用下慢慢运动，通过超声波传感器检测运动浮子的运动状况，在运动浮子匀速运动时，达到受力平衡，此时所受液体粘度的阻力就等于磁力、重力和浮力的合力，通过受力分析即可测出液体粘度的大小。
当通过控制线圈电流使得运动浮子处于静止状态时，此时运动浮子所受浮力等于磁力和重力的合力，通过浮力即可得到密度的大小，从而实现液体密度检测。
由于运动浮子长期处于被测液体中，运动浮子上容易粘附一些被测液体，从而影响密度和粘度的测量，为了实现自动清洁，本发明在所述线圈骨架的外壁上绕制有两段线圈，其中第一线圈靠近线圈骨架的上端，第二线圈靠近线圈骨架的下端。
在线测试过程中，定时给第一线圈和第二线圈轮流接通脉冲控制电流，使得运动浮子在测量室内高速上下往返运动，从而清除表面物质，达到自清洁的目的。
为了便于安装，所述线圈骨架呈圆筒状，在线圈骨架的外壁设置有用于绕制线圈的环形凹槽。
为了便于加注测量液体，所述测量室的上端开口处设置有引流板。
为了便于测试仪器的安装，实现在线测量，在所述下端盖的外壁上设置有用于连接固定的外螺纹。
为了消除温度对测量的影响，在所述测量室下端的引线座子上安装有温度传感器。
为了便于布线，所述超声波传感器和温度传感器的电路引线均由所述引线座子的下端向外引出。
本发明的显著效果是：结构简单，安装方便，解决了液体粘度和密度在线测量问题，而且可以实现自动清洗功能，经久耐用，同时附加温度传感器，可消除温度对测量的影响，测量精度高。
附图说明
图1是本发明的安装结构示意图；
图2是图1中引流板1的横截面图；
图3是图1中线圈骨架5的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，一种液体粘度密度在线检测探头，包括线圈骨架5，该线圈骨架5的两端分别设置有上端盖2和下端盖8，线圈骨架5通过上端盖2和下端盖8所围成的腔室作为测量室13，该测量室13的上端开口作为液体流入口，测量室13的下端由引线座子11密封，在测量室13中设有导磁材料制成的运动浮子3，在测量室13下端的引线座子11上安装有超声波传感器7和温度传感器12，超声波传感器7和温度传感器12的电路引线10均由所述引线座子11的下端向外引出，在所述线圈骨架5的外壁上绕制有线圈4、6。
为了便于液体引入，所述测量室13的上端开口处设置有引流板1，从图2可以看出，本实施例所采用的引流板1为圆形，在引流板1上，以圆心为中心均匀开设有4段弧形的引流孔。
从图1还可以看出，所述线圈骨架5的外壁上绕制有两段线圈，其中第一线圈4靠近线圈骨架5的上端，第二线圈6靠近线圈骨架5的下端。
结合图3可以看出，所述线圈骨架5呈圆筒状，在线圈骨架5的外壁设置有用于绕制线圈的环形凹槽，为了便于检测装置在线测试时的安装，在所述下端盖8的外壁上设置有用于连接固定的外螺纹9。
本发明的工作原理是：
(1)粘度测量：
先给第一线圈4接通可控的恒流电流，通过第一线圈4将产生恒定磁场，运动浮子3将受到来自第一线圈4磁场的磁力，运动浮子3慢慢向上运动，此时运动浮子3除受到向上的磁力、浮力和向下的重力外，还受到来自液体粘度的阻力，通过超声波传感器7的测距来调整控制第一线圈4的电流大小，使其保证运动浮子3匀速向上运动，此时所受粘度的阻力就等于磁力、重力和浮力的合力，根据合力的大小即可测出对应粘度的大小。
(2)密度测量：
先给第一线圈4接通可控的恒流电源，第一线圈4将产生恒定磁场，运动浮子3将受到来自第一线圈4磁场的磁力，通过调节第一线圈4的电流大小，使运动浮子3静止在测量室13中的某个位置(由超声波探头7测距来判断是否静止)。此时运动浮子3所受的浮力等于磁力与重力的合力，可以添加温度传感器12来测量液体的温度，根据浮力的大小就可得到该温度下的密度。
(3)自动清洁：
由于运动浮子3长期处于被测液体中，而运动浮子3本身的重量和体积的变化对密度和粘度的测量影响很大，其原因就是运动浮子3上沉积部分被测液体而影响了它的重量和体积。
在设置一段线圈的情况下，难以实现运动浮子3的自动清洁，本发明通过设置两段线圈，在线测量过程中，定时给第一线圈4和第二线圈6轮流接通脉冲控制电流，控制运动浮子3在测量室13内作高速上下往返运动，从而清除表面的物质。
最后需要说明的是，本实施例仅仅对本发明的优选实施例进行了描述，并不限于说明书附图所指的实施方式，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，比如不安装温度传感器，减少或增多线圈的段数等等，这样的变换均落入本发明保护范围之内。
Claims (6)
1.一种液体粘度密度在线检测探头，其特征在于：包括线圈骨架(5)，该线圈骨架(5)的两端分别设置有上端盖(2)和下端盖(8)，线圈骨架(5)通过上端盖(2)和下端盖(8)所围成的腔室作为测量室(13)，该测量室(13)的上端开口作为液体流入口，测量室(13)的下端由引线座子(11)密封，在测量室(13)中设有导磁材料制成的运动浮子(3)，在测量室(13)下端的引线座子(11)上安装有超声波传感器(7)，所述线圈骨架(5)的外壁上绕制有两段线圈，其中第一线圈(4)靠近线圈骨架(5)的上端，第二线圈(6)靠近线圈骨架(5)的下端；
在线测量过程中，定时给所述第一线圈(4)和第二线圈(6)轮流接通脉冲控制电流，控制运动浮子(3)在测量室(13)内作高速上下往返运动，用于实现自动清洁。
2.根据权利要求1所述的液体粘度密度在线检测探头，其特征在于：所述线圈骨架(5)呈圆筒状，在线圈骨架(5)的外壁设置有用于绕制线圈的环形凹槽。
3.根据权利要求2所述的液体粘度密度在线检测探头，其特征在于：所述测量室(13)的上端开口处设置有引流板(1)。
4.根据权利要求2所述的液体粘度密度在线检测探头，其特征在于：在所述下端盖(8)的外壁上设置有用于连接固定的外螺纹(9)。
5.根据权利要求1所述的液体粘度密度在线检测探头，其特征在于：在所述测量室(13)下端的引线座子(11)上安装有温度传感器(12)。
6.根据权利要求5所述的液体粘度密度在线检测探头，其特征在于：所述超声波传感器(7)和温度传感器(12)的电路引线(10)均由所述引线座子(11)的下端向外引出。
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