CN107643237A - 粘度计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种粘度计，包括：伺服电机、粘度传感装置；所述伺服电机包括：伺服电机本体、电机轴、电机转子、永磁体、编码器；所述电机轴的第一端设置在所述伺服电机本体内部，电机转子、永磁体、编码器与电机轴的第一端固定连接，所述电机轴的第二端伸出所述伺服电机本体并与所述粘度传感装置直接固定连接。所述粘度传感装置因在待测液体中受到粘性力矩的作用而使其转动产生滞后，所述编码器读取所述电机轴反馈的滞后角，并依据滞后角计算出待测液体的液体动力粘度。本发明结构简易，电机轴和粘度传感装置的转动不易受外界环境干扰，从而改善粘度计在多种工业流程中的适应性，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。

Description

粘度计

技术领域

本发明涉及检测设备领域，尤其涉及一种粘度计。

背景技术

粘度计是用来测定液体动力粘度的检测设备。液体动力粘度测定在工业部门和科学研究领域有重要作用。尤其是在医药、食品、化工等工业流程中，更需要准确测定和控制液体动力粘度，以提高产品的质量。

现有的粘度计如图1所示，该装置包括：电机输出轴1、上盘2、下盘3、弹性元件4、小圆筒5。电机输出轴1与上盘2连接，使上盘2与电机输出轴1同步恒速旋转。上盘2与下盘3不直接相连，且分别与弹性元件4的两端连接。下盘3与浸入待测液体的小圆筒5连接，下盘3由于受到小圆筒5的粘性力矩作用而使其转动滞后于上盘2，在下盘3转动滞后一定角度后，下盘3与上盘2稳定同步转动。由于电机转动力和待测液体作用致使上盘2和下盘3产生的转动角度差，根据转动角度差即可计算出待测液体的液体动力粘度。

但由于现有的粘度计的上盘2和下盘3通过弹性元件4连接，导致将粘计的上盘2、下盘3和弹性元件4在反应釜或搅拌器中容易受到沸腾液体的干扰而产生活动，导致测量结果不准确。同时，将粘度计的上盘2和下盘3垂直放置在水平设置的生产管线中时，上盘2、下盘3和弹性元件4在重力的作用下，使上盘2与下盘3产生的转动角度差产生误差，导致测量结果不准确。

因此，亟需一种结构简易，不易受外界反应环境干扰的粘度计，以改善粘度计在多种工业流程中的适应性，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度，同时提高粘度计的应用范围。

发明内容

本发明提供一种粘度计，以解决现有技术中现有的粘度计在反应釜或搅拌器中容易受到沸腾液体的干扰而产生活动，导致测量结果不准确的问题，以改善粘度计在多种工业流程中的适应性，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度，同时提高粘度计的应用范围。

本发明提供一种粘度计，其特征在于，包括：伺服电机、粘度传感装置；

所述伺服电机包括：伺服电机本体、电机轴、编码器；

所述电机轴的第一端设置在所述伺服电机本体内部，所述电机轴的第二端伸出所述伺服电机本体并与所述粘度传感装置直接固定连接，所述编码器设置在所述伺服电机本体内部，用于读取所述电机轴反馈的所述粘度传感装置在待测液体中转动的转动角度。

在本发明的一实施例中，上述粘度传感装置为圆柱形或圆球形。

在本发明的一实施例中，上述粘度计还包括导流装置，所述导流装置设置在所述粘度传感装置的外壁上，所述导流装置用于防止所述待测液体直接冲击所述粘度传感装置。

在本发明的一实施例中，上述导流装置为导流管或导流挡板。

在本发明的一实施例中，上述伺服电机还包括外壳、伺服驱动器；

所述伺服驱动器、所述伺服电机本体设置在所述外壳内部，所述伺服驱动器与所述伺服电机本体电气连接。

在本发明的一实施例中，上述伺服电机本体还包括：永磁体；

所述电机轴的第一端设置在所述永磁体的一侧，所述编码器设置在所述永磁体的另一侧，所述电机轴的第一端与所述永磁体抵触连接。

在本发明的一实施例中，上述所述编码器为绝对值编码器，所述绝对值编码器的分辨率为2¹⁴。

在本发明的一实施例中，上述编码器为增量值编码器，所述增量值编码器的分辨率不少于1000线。

在本发明的一实施例中，上述永磁体、所述编码器、所述粘度传感装置同轴设置。

在本发明的一实施例中，上述导流装置沿所述粘度传感装置的外壁延伸，且超出所述外壁的外延，用于防止所述待测液体直接冲击所述粘度传感装置。

在本发明的一实施例中，上述粘度计还包括：连接杆；

所述导流装置与所述粘度传感装置通过所述连接杆连接，以使所述导流装置与所述粘度传感装置的外壁之间存在间隙，所述间隙大于等于所述粘度传感装置直径的三分之一。

由上述技术方案可知，本发明提供的粘度计包括：伺服电机、粘度传感装置；所述伺服电机包括：伺服电机本体、电机轴、编码器；所述电机轴的第一端设置在所述伺服电机本体内部，所述电机轴的第二端伸出所述伺服电机本体并与所述粘度传感装置直接固定连接，所述编码器设置在所述伺服电机本体内部，用于读取所述电机轴反馈的所述粘度传感装置在待测液体中转动的转动角度。本发明结构简易，电机轴和粘度传感装置的转动不易受外界反应环境干扰，从而改善粘度计在多种工业流程中的适应性，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度，同时提高粘度计的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的粘度计的结构示意图；

图2A为本发明一实施例提供的一种粘度计的半剖面图；

图2B为本发明一实施例提供的另一种粘度计的剖面图；

图2C为图2B中安装板的结构示意图；

图2D为图2B提供的粘度计的一种安装方式的示意图；

图2E为图2D中A区域的放大示意图；

图2F为图2D中B区域的放大示意图；

图2G为图2B提供的粘度计的另一种安装方式的示意图；

图3A为本发明一实施例提供的伺服电机的结构示意图；

图3B为本发明一实施例提供的又一种伺服电机的俯视图；

图4为本发明一实施例提供的另一种伺服电机的俯视图。

附图标记说明：

10：伺服电机； 101：外壳；

1011：上壳体； 1012：下壳体；

1013：卡合部； 102：伺服电机本体；

103：电机轴； 1031：第一端；

1032：第二端； 1033：电机转子；

1034：电机定子； 104：永磁体；

105：编码器； 1051：编码器电路；

1052：编码器电路板； 106：伺服驱动器；

1061：后端盖； 1062：功率电路板；

1063：控制电路板； 1064：电源电路板；

1065：硅胶导热板； 107：航空插座；

108：安装板； 1081：安装孔；

109：密封环； 110：紧固螺栓；

11：粘度传感装置； A、B：区域；

D：待测液体流动方向； L：轴线。

具体实施方式

如图2A所示，本实施例提供一种粘度计可以包括：伺服电机10、粘度传感装置11；其中，伺服电机10可以包括：外壳101、伺服电机本体102、电机轴103、编码器105；

具体的，伺服电机本体102设置在外壳101内部，电机轴103包括第一端1031和第二端1032；电机轴103的第一端1031设置在伺服电机本体102内部，电机轴103的第二端1032伸出伺服电机本体102并与粘度传感装置11直接固定连接。同时，编码器105设置在伺服电机本体102内部，用于读取电机轴103反馈的粘度传感装置11在待测液体中转动的转动角度。

电机轴103的第二端1032与粘度传感装置11之间固定连接，相互不产生移动，当电机轴103进行转动时可以带动粘度传感装置11在待测液体中以相同的转速转动。通过将电机轴103的第二端1032与粘度传感装置11直接固定连接，避免反应釜或搅拌器中的待测液体在反应时对电机轴103和粘度传感装置11的转动产生影响，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。

同时，本实施例中的伺服电机本体102还包括永磁体104、电机转子1033、电机定子1034。其中，电机转子1033、永磁体104设置在电机轴103的第一端1031上。具体的，电机转子1033可以为固定设置在电机轴103的第一端1031上的中空磁环；相应的，设置在伺服电机本体102内部的电机定子1034套设在电机转子1033外部。同时，永磁体104可以设置在电机轴103的第一端1031的顶端，并且与电机轴103的第一端1031的顶端抵触连接。

相应的，编码器105可以设置在伺服电机本体102内部并位于永磁体104远离电机轴103的第一端1031顶端的一侧，即永磁体104设置在编码器105与电机轴103的第一端1031顶端之间。同时，编码器105与永磁体104非接触感应连接，编码器105用于读取永磁体104反馈的粘度传感装置11在待测液体中转动的转动角度。

其中，编码器105可以包括：编码器电路1051、编码器电路板1052；编码器电路1051固定设置在编码器电路板1052上。同时，本实施例中提供的永磁体104具体可以为编码器用两级永磁体，编码器用两级永磁体具有N极、S极，用于使编码器105读取其反馈的粘度传感装置11在待测液体中转动的转动角度。

相应的，本实施例中的伺服电机10还包括：伺服驱动器106，伺服驱动器106与伺服电机本体102电气连接。伺服驱动器106通过驱动电机定子1034产生矢量旋转电磁场，电机转子1033在矢量旋转电磁场的作用力下带动电机轴103一同转动，并且伺服驱动器106可以根据实际需求，预先设置电机轴103的期望转速，并实时获取电机轴103的期望转动角度。由于电机轴103的第二端1032与粘度传感装置11直接固定连接，粘度传感装置11浸入在待测液体中受到粘性力矩的阻碍，粘度传感装置11的实际转速会小于预先设置的期望转速，即电机轴103的实际转动角度滞后于期望转动角度。编码器电路1051通过获取设置在电机轴103的第一端1031上的永磁体104的实际转动角度，确定实际转动角度与期望转动角度之间的差值，进而计算出待测液体的液体动力粘度。

举例来说，本实施例中用于产生矢量旋转电磁场的电机定子1034即相当于图1的上盘2，即“矢量转盘”，并且“矢量转盘”为主动转盘。相应的，在矢量旋转电磁场的作用力下产生转动的电机转子1033即相当于图1中的下盘3，即“磁链转盘”，并且“磁链转盘”为被动转盘。主动转盘与被动转盘的转交滞后差即反映了待测液体的液体动力粘度，待测液体的液体动力粘度越大，则主动转盘与被动转盘的转交滞后差越大。

可选的，由于电机轴103的第一端1031与永磁体104连接，电机轴103的第二端1032与粘度传感装置11直接固定连接，并且永磁体104设置于电机轴103的第一端1031与编码器105之间，则如图2A所示，可以将编码器105、永磁体104、粘度传感装置11同轴设置，即编码器105、永磁体104、粘度传感装置11的中心点位于同一直线上，具体的，编码器105的中心点与永磁体的104中心点形成的连线为第一连线，永磁体104的中心点与粘度传感装置11的中心点形成的连线为第二连线，第一连线与第二连线在同一直线上。

通过将编码器105、永磁体104、粘度传感装置11同轴设置，可以将编码器105、永磁体104、粘度传感装置11位置精确对应，使编码器读取的角度位置更加精确，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。

进一步的，第一连线与第二连线所在的同一直线可以为电机轴103的轴线L。通过将编码器105、永磁体104、粘度传感装置11以电机轴103为中心轴进行设置，可以使粘度传感装置11在电机轴103上的转动更加稳固，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。

更进一步的，作为一种可选的实施方式，编码器105可以为霍尔绝对值编码器，霍尔绝对值编码器的分辨率为2¹⁴，以使编码器105可以读取的角度位置精度为360°/2¹⁴＝0.022°，即使微小的角度数值都可以被检测获取，以提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。

作为另一种可选的实施方式，编码器105还可以为增量值编码器，且增量值编码器的分辨率不少于1000线，以使编码器105的检测精度进一步提高，从而提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。

举例来说，上述粘度计可以应用于化工生产线上。具体的，将粘度计固定于化工生产线的反应釜、搅拌器或者管道中，粘度计可以整体浸入待测液体中或者只有粘度传感装置11浸入待测液体中，粘度传感装置11在待测液体中受到作用力，即待测液体具有的粘度会对粘度传感装置11产生粘性力矩，使得粘度传感装置11将实际的旋转速度反映给伺服电机10，待测液体的粘度与粘度传感装置11的粘性力矩成正比。而伺服电机10内部的编码器105实时读取电机轴103反馈的粘度传感装置11在待测液体中转动的转动角度，从而来进一步测定待测液体的粘度。

下面结合附图2B-2G，对本实施例的粘度计的应用场景、与化工生产线上的反应容器的安装连接关系作出详细的说明：

在图2A的基础上，本实施例还提供另一种粘度计。如图2B所示，该粘度计可以包括：外壳101、伺服电机本体102、电机轴的第二端1032、粘度传感装置11、编码器105。其中，伺服电机本体102设置在外壳101内部，电机轴的第二端1032伸出伺服电机本体102并与粘度传感装置11直接固定连接。

其中，外壳101可以包括上壳体1011、下壳体1012；上壳体1011设置在伺服电机本体102外部，下壳体1012与上壳体1011密封连接并且设置在电机轴的第二端1032外部，下壳体1012可以形成电机轴的第二端1032的保护壳，下壳体1012的延伸长度可以依电机轴的第二端1032延伸出伺服电机本体102外部的长度而定。

如图2B所示，该粘度计还可以包括密封环109。由于电机轴的第二端1032在伺服电机本体102的开口处延伸出伺服电机本体102，因此，密封环109可以设置在伺服电机本体102与电机轴的第二端1032的连接处，用于密封伺服电机本体102的开口，使伺服电机本体102防水防尘，保证伺服电机的正常性能。

另外，由于电机轴的第二端1032在下壳体1012的内部继续延伸，因此为了防止电机轴的第二端1032被待测液体腐蚀或溅湿，可以在下壳体1012的末端开口处设置多个密封环109，密封环109具体可以选取可以有效抗酸抗碱、耐高温、抗各种有机溶剂的聚四氟材料，达到更好的密封效果，使电机轴正常旋转，同时保证粘度计的寿命。

进一步的，下壳体1012外壁上还可以设置卡合部1013，卡合部1013可以设置在下壳体1012外壁的任意位置，卡合部1013可以为多个均匀设置在下壳体1012外壁上的凸起。相应的，粘度计还可以包括与卡合部1013相配合的安装板108。安装板108为中空结构，安装板108的中空结构穿过下壳体1012外壁，与卡合部1013相连接。

如图2C所示，安装板108可以为圆形钢板，其为中空结构，中空部分用于使电机轴的第二端1032穿过，并与卡合部1013紧固连接。安装板108可以包括多个均匀设置的安装孔1081，通过螺旋可以将安装板108固定在多种生产线的反应容器中，以使提高粘度计在反应釜或管道中安装的稳固性，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。

在图2B、图2C的基础上，图2D、图2E提供了粘度计在不同的应用场景中的安装方式。

作为一种可选的实施方式，如图2D所示，粘度计安装于大型反应釜中。在反应釜中，物料搅拌机不停搅拌待测液体进行流动。如图2D所示，可以在反应釜的不同位置设置多个粘度计，来测定待测液体的液体动力粘度。通过在不同位置设置粘度计，可以均衡的获知反应釜中多个区域待测液体的液体动力粘度，可以通过对多个区域测定的液体动力粘度取平均值，或排除某些明显误差较大的测定结果，避免因某一区域待测液体的形态异常或流速异常，而导致测定结果偏差较大。

图2D中，A、B区域分别设置了一个粘度计,并且图2E为粘度计在A区域中的一种安装方式，图2F为粘度计在B区域中的一种安装方式。

在图2E中，反应釜的顶部设置有第一开口，第一开口的开口方向垂直于待测液体水平面。同时，连接有粘度传感装置11的电机轴的第二端1032从第一开口延伸进入反应釜内部，电机轴与待测液体水平面相互垂直。电机轴的第二端1032延伸进反应釜的深度按照待测液体在反应釜中的高度对应设置，以保证粘度传感装置11完全浸入在待测液体中，安装板108通过多个紧固螺栓110与反应釜的第一开口紧固连接，以使粘度计与反应釜密封、稳固连接。通过此种连接方式，通过调整电机轴的第二端1032延伸进反应釜的深度，可以对不同深度处的待测液体进行测定，以使操作简便、快捷并且测定结果精确度高。

可选的，当电机轴的第二端1032长度较长且延伸进反应釜的深度较深时，可以在延伸进反应釜的电机轴的第二端1032和粘度传感装置11的外部设置保护装置，具体的，保护装置可以为一端封闭另一端开口的中空柱状保护罩。连接在电机轴的第二端1032的粘度传感装置11可以从保护装置的开口端延伸进保护装置的封闭端，保护罩的开口端可以与反应釜的第一开口连接，从而在电机轴的第二端1032和粘度传感装置11的外部形成一个封闭的保护罩。同时，可以在保护装置的封闭端均匀设置多个导流孔，以使反应釜中的待测液体流入保护装置并将粘度传感装置11浸入在待测液体中，以使电机轴将粘度传感装置11在待测液体中的实际转速反馈给编码器105。通过在电机轴的第二端1032和粘度传感装置11的外部设置保护装置，可以避免电机轴的第二端1032长度过长而造成电机轴在待测液体中产生晃动或打弯，提高电机轴的第二端1032和粘度传感装置11转动的稳定性，进而提高测定结果的精确度。

进一步的，在保护装置内部可以沿着电机轴的第二端1032的延伸方向设置至少一个密封环109，密封环109与电机轴的第二端1032抵触连接，密封环109可以用于扶正电机轴的第二端1032，以保证电机轴的第二端1032在保护装置内部不产生晃动，进一步提高电机轴的第二端1032和粘度传感装置11转动的稳定性，进而保证测定结果的精确度。

在图2F中，反应釜的侧壁上设置有第二开口，第二开口的开口方向平行于待测液体水平面。同时，连接有粘度传感装置11的电机轴的第二端1032从第二开口延伸进入反应釜内部，电机轴与待测液体水平面相互平行，并且电机轴的第二端1032与粘度传感装置11完全浸入待测液体中。安装板108通过多个紧固螺栓110与反应釜的第二开口紧固连接，以使粘度计与反应釜密封、稳固连接。通过此种连接方式，通过调整电机轴的第二端1032延伸进反应釜的深度，可以对同一深度处不同位置的待测液体进行测定，以使操作简便、快捷并且测定结果精确度高。

在图2D的A、B区域分别设置粘度计，可以测定反应釜中不同垂直位置和水平位置上的待测液体，通过多个粘度计的组合使用，可以对反应釜内部不同区域的待测液体进行充分的测定，从而在多个测定结果中确定待测液体的液体动力粘度的最优值，以提高测定液体动力粘度的精确度和可操作性。

作为另一种可选的实施方式，在图2E所示的安装方式中，粘度计可以直接安装于工业流程的管道中，待测液体在管道中流动；或者通过管道将反应容器中的待测液体导出反应容器，在导出管道中对待测液体的液体动力粘度进行测定。

具体的，管道可以包括第一节、第二节，第一节与第二节互相垂直设置，使管道形成90°转角。第一节与第二节的连接处设置有第三开口，第三开口的开口方向与待测液体流动方向相平行。同时，连接有粘度传感装置11的电机轴的第二端1032从第三开口延伸进入管道内部，电机轴与待测液体流动方向相互平行并且粘度传感装置11完全浸入待测液体中。安装板108通过多个紧固螺栓110与管道的第三开口紧固连接，以使粘度计与反应釜密封、稳固连接。可以在传输距离较长的管道线中设置多个粘度计，对管道内部多处的待测液体进行测定，从而在多个测定结果中确定待测液体的液体动力粘度的最优值，以提高测定液体动力粘度的精确度和可操作性。

可选的，如图3A所示，本实施例提供的粘度计中的伺服驱动器106可以包括：后端盖1061、功率电路板1062、控制电路板1063、电源电路板1064。相应的，外壳101还可以包括开口，开口设置在外壳101上远离电机轴103的第一端1031的一侧。

同时由于功率电路板1062、控制电路板1063、电源电路板1064等功率器件的体积小，可以将功率器件分层设置于后端盖1061上，后端盖1061通过螺栓与外壳101固定连接，以使伺服驱动器106可以嵌入伺服电机10的外壳101内，并且与伺服电机本体102电性连接。具体的，功率电路板1062、控制电路板1063、电源电路板1064可以设置在后端盖1061与伺服电机本体102之间。沿着由后端盖1061至伺服电机本体102的方向上可以依次设置有功率电路板1062、控制电路板1063、电源电路板1064。

进一步的，伺服驱动器106还可以包括：硅胶导热板1065。硅胶导热板1065设置在后端盖1061与功率电路板1062之间，可以有效对伺服驱动器106进行散热，并且硅胶导热板1065体积小，可以随伺服驱动器106一体嵌入伺服电机10的外壳101内。

本实施例提供的伺服电机10，由于伺服驱动器106与伺服电机本体102可以一体连接，只有电机轴103外漏，使伺服电机10具有防水、防尘、防腐蚀的特性。在特定的化工流程中具有防爆性能，尤其耐受化工行业恶劣的工作环境。并且，本实施例中的伺服电机10可以实现360°无死角旋转，结合分辨率为2¹⁴的编码器实现精确的角度定位，以提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。

作为一种可选的实施方式，如图2A、图2B所示的粘度计还可以包括航空插座107，可以在外壳101的外壁上设置多个航空插座107。航空插座107可以用于伺服电机与外部设备得到信号传输和电源连通，特别是针对芯数较多的线束，可以通过航空插座107进行可靠连接，进一步提高伺服电机的防水、防爆特性。

其中，航空插座107设置的方式和数量可以根据实际需求进行调整。如图3A和3B所示，可以在外壳101的外壁的同一侧均匀设置多个航空插座107。如图4所示，可以在外壳101的外壁上的相对两侧分别设置一个航空插座107。

在本实施例中，粘度传感装置11需要浸入待测液体中，考虑到待测液体的不同物理属性，需要调整粘度传感装置11的形状和尺寸。具体的，粘度计可以配备多种形状和尺寸的粘度传感装置11。最优的，粘度传感装置11可以为圆柱形或圆球形，以最大化的增大待测液体与粘度传感装置11的接触面积，使粘度传感装置11与待测液体均匀接触，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。通过调整粘度传感装置11的形状和尺寸，提高粘度计在测定不同物理属性的待测液体的液体动力粘度时，其适应性更强，同时对多种待测液体的粘度测定更加准确。

作为又一种可选的实施方式，粘度计还可以包括导流装置，导流装置可以设置在粘度传感装置11的外壁上。由于本实施例提供的粘度计可以直接应用在罐体内、化工反应釜内及管道内，为了确保粘度传感装置11与待测液体之间有稳定的接触面积，避免因为罐体内、化工反应釜内及管道内的待测液体流动或搅拌器的旋转而影响粘度传感装置11与待测液体之间的接触面积，因此可以设置导流装置来控制待测液体的均流。

举例来说，导流装置可以为导流管或导流挡板。导流管与导流挡板根据工业现场的不同工况采用多种设置方式，举例来说，可以将导流挡板设置为全遮挡、半遮挡或者采用导流管将待测液体导出反应容器再回流的方式，来缓解待测液体对粘度传感装置11的直接冲击。

可选的，导流装置可以沿粘度传感装置11的外壁延伸，且超出外壁的外延。通过将导流装置延伸超出粘度传感装置11的外壁的外延，使粘度传感装置11不直接接触流动的待测液体，以保证粘度传感装置11转动的稳定性，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。

举例来说，上述导流装置可以良好的应用于待测液体流速高的管道内，导流装置与待测液体的接触面可以垂直于待测液体的流入方向，从而对待测液体起到缓流的作用，避免使粘度传感装置11突然在短时间内受到强烈冲击，导致伺服电机获取的粘度传感装置11实时转速产生较大偏差。

进一步的，粘度计还可以包括连接杆。导流装置与粘度传感装置11通过连接杆连接，以使导流装置与粘度传感装置11的外壁之间存在间隙。通过在导流装置与粘度传感装置11的外壁之间设置间隙，可以在对待测液体进行均流的同时避免在导流装置与粘度传感装置11连接处出现待测液体残留和堆积，进一步提高粘度传感装置11转动的稳定性，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。最优的，间隙可以大于等于粘度传感装置直径的三分之一。

举例来说，上述导流装置可以良好的应用于待测液体较浓稠的应用场景中。当待测液体较浓稠时，待测液体容易产生堆积且不易扩散，这就导致粘度传感装置11在待测液体中转动时，粘度传感装置11的表面和导流装置上容易残留和附着待测液体的粘块，在待测液体凝固之后，很容易将粘度传感装置11和电机轴103黏连，导致电机轴103的转动受阻，可能会导致测量精度大大受到影响。因此，过在导流装置与粘度传感装置11的外壁之间设置间隙，可进一步提高粘度传感装置11转动的稳定性，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度。

本实施例提供的粘度计中，伺服驱动器106通过控制电压，以预先给定一个预设的电机旋转速度。在伺服驱动器106给定电压下，永磁体104受到电机旋转磁场的牵引力而带动电机轴103进行转动，从而电机轴103带动与电机轴103的第二端1032固定连接的粘度传感装置11在待测液体中转动。待粘度传感装置11在待测液体中达到恒速转动时，编码器105可以实时获取反馈信号，以获取永磁体104实际的转速及旋转产生的角度位置变化。

根据伺服驱动器106预先给定的电机旋转速度可以获取某时刻电机轴的期望转动角度，可以定义为驱动矢量角；同时，根据编码器105接收的反馈信号，获取电机轴产生的实际转动角度，可以定义为磁链矢量角。而根据驱动矢量角与磁链矢量角的差值，可以获取粘度传感装置11在待测液体中所受粘性力矩，进而通过计算获取待测液体的液体动力粘度。

具体的，可以通过公式一计算待测液体的液体动力粘度。

公式一：

其中，μ为待测液体的液体动力粘度；h为粘度传感装置浸于待测液体中的高度；R_f为粘度传感装置的半径；R_a为盛放待测液体的容器半径；M为粘度传感装置在待测液体中所受粘性力矩；ω为粘度传感装置在待测液体中的旋转速度。

作为一种可选的实施方式，当盛放待测液体的容器半径远大于粘度传感装置的半径时，公式一可以进一步变形为公式二，可以通过公式二计算待测液体的液体动力粘度。

公式二：

其中，μ为待测液体的液体动力粘度；h为粘度传感装置浸于待测液体中的高度；R_f为粘度传感装置的半径；M为粘度传感装置在待测液体中所受粘性力矩；ω为粘度传感装置在待测液体中的旋转速度。

作为另一种可选的实施方式，当粘度传感装置在待测液体中的旋转速度达到恒速时，公式二可以进一步变形为公式三，并通过公式三计算待测液体的液体动力粘度。

公式三：μ＝k·M；

其中，μ为待测液体的液体动力粘度；M为粘度传感装置在待测液体中所受粘性力矩；

其中，k为常数，h为粘度传感装置浸于待测液体中的高度；R_f为粘度传感装置的半径；ω为粘度传感装置在待测液体中的旋转速度。

通过给出的公式一至公式三，提供多种情况下计算待测液体的液体动力粘度的方式，以改善粘度计在多种工业流程中的适应性，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度，同时提高粘度计的应用范围。

进一步的，为了提高利用该粘度计测定的液体动力粘度的适用性，可以按照行业标准将通过公式一至公式三计算出的待测液体的液体动力粘度转化为标准参数，对待测液体的液体动力粘度进行粘度标定。举例来说，可以采用美国Brookfield公司出品的粘度标准液来测定。

具体的，选取按照粘度标准规定的已知标准粘度为G_i的待测液体，根据公式一至公式三提供的任一种方式可获取通过本实施例所述的粘度计测定该待测液体的液体动力粘度为μ_i，即可通过公式四获取待测液体的液体动力粘度μ与标准粘度G_标的定量关系：

公式四：

其中，G_标为待测液体的标准粘度；μ为待测液体的液体动力粘度；G_i为i液体的已知标准粘度；μ_i为利用本实施粘度计测定的i液体的液体动力粘度。

通过将利用本实施粘度计测定的待测液体的液体动力粘度转化为行业通用的标准粘度参数，使得粘度计的应用场景和范围大大提高。进一步的，公式四种的i液体可以选取多种已知标准粘度的液体，并获取对应的已知标准粘度的液体的液体动力粘度μ_i，并用公式五来表示G_i与μ_i的定量关系。为了减小测定误差，可以选取多种已知标准粘度的液体，获取每种液体的液体动力粘度μ_i，

公式五：G_i＝k_标·μ_i；

其中，G_i为i液体的已知标准粘度；μ_i为利用本实施粘度计测定的i液体的液体动力粘度；k_标为常数。

根据选取的不同i液体，可以获取每种液体对应的k_标，通过对多个k_标取平均值，获取k_标；并将k_标代入公式四获取公式六：

公式六：G_标＝k_标·μ；

其中，G_标为待测液体的标准粘度；μ为待测液体的液体动力粘度；k_标为常数，且其中，G_i为i液体的已知标准粘度；μ_i为利用本实施粘度计测定的i液体的液体动力粘度；n为i液体的数量。

本实施例提供的粘度计包括：伺服电机、粘度传感装置；伺服电机包括：伺服电机本体、电机轴、编码器；电机轴的第一端设置在伺服电机本体内部，电机轴的第二端伸出伺服电机本体并与粘度传感装置直接固定连接，编码器设置在伺服电机本体内部，用于读取电机轴反馈的粘度传感装置在待测液体中转动的转动角度。本发明结构简易，电机轴和粘度传感装置的转动不易受外界反应环境干扰，从而改善粘度计在多种工业流程中的适应性，提高粘度计测定液体动力粘度的精确度，同时提高粘度计的应用范围。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种粘度计，其特征在于，包括：伺服电机、粘度传感装置；

所述伺服电机包括：伺服电机本体、电机轴、编码器；

所述电机轴的第一端设置在所述伺服电机本体内部，所述电机轴的第二端伸出所述伺服电机本体并与所述粘度传感装置直接固定连接，所述编码器设置在所述伺服电机本体内部，用于读取所述电机轴反馈的所述粘度传感装置在待测液体中转动的转动角度。

2.根据权利要求1所述的粘度计，其特征在于，所述粘度传感装置为圆柱形或圆球形。

3.根据权利要求1所述的粘度计，其特征在于，所述粘度计还包括导流装置，所述导流装置设置在所述粘度传感装置的外壁上，所述导流装置用于防止所述待测液体直接冲击所述粘度传感装置。

4.根据权利要求3所述的粘度计，其特征在于，所述导流装置为导流管或导流挡板。

5.根据权利要求1所述的粘度计，其特征在于，所述伺服电机还包括外壳、伺服驱动器；

所述伺服驱动器、所述伺服电机本体设置在所述外壳内部，所述伺服驱动器与所述伺服电机本体电气连接。

6.根据权利要求5所述的粘度计，其特征在于，所述伺服电机本体还包括：永磁体；

所述电机轴的第一端设置在所述永磁体的一侧，所述编码器设置在所述永磁体的另一侧，所述电机轴的第一端与所述永磁体抵触连接。

7.根据权利要求6所述的粘度计，其特征在于，所述编码器为绝对值编码器，所述绝对值编码器的分辨率为2¹⁴；或

所述编码器为增量值编码器，所述增量值编码器的分辨率不少于1000线。

8.根据权利要求6所述的粘度计，其特征在于，所述永磁体、所述编码器、所述粘度传感装置同轴设置。

9.根据权利要求3所述的粘度计，其特征在于，所述导流装置沿所述粘度传感装置的外壁延伸，且超出所述外壁的外延，用于防止所述待测液体直接冲击所述粘度传感装置。

10.根据权利要求9所述的粘度计，其特征在于，还包括：连接杆；

所述导流装置与所述粘度传感装置通过所述连接杆连接，以使所述导流装置与所述粘度传感装置的外壁之间存在间隙，所述间隙大于等于所述粘度传感装置直径的三分之一。