CN109870389A - 基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法属于液体的粘滞系数检测技术领域。检测装置包括三角铁架台、磁致伸缩位移传感器、温度传感器、量筒、压力传感器和数据处理及显示装置。本发明的装置中配备温度传感器和压力传感器可测量温度和密度，考虑两者对实验测量结果的影响，对实验结果进一步修正，精确度大大提高。局限性大大减小，磁致伸缩位移传感器金属探杆入液体一定深度便可测量，只要满足这一条件任意液体任何地点都可测量。磁致伸缩位移传感器输出连续信号，较脉冲信号相比，稳定，响应速度快，精度高，可移植性好，易于与数据处理及显示装置连接。

Description

基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法

技术领域

本发明属于灌溉水粘滞系数检测技术领域，特别是涉及到一种基于磁致伸 缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法。

背景技术

实行灌区用水的按方收费有利于促进水资源科学合理利用，提高农业用水 效率，与之配套的科学实用的水量计量设施研发是实现灌区节水目标的关键环 节。在进行灌区水量计量设施研发中，通过数值模拟软件构建数学模型时，需 要准确输入灌溉水的粘滞系数，此参数对于保证数学模型计算的准确性和研究 成果的可靠性十分重要。

粘滞系数是描述液体内摩擦力性质的一个重要物理量。它表征液体反抗形 变的能力，只有在液体内存在相对运动时才表现出来。研究和测定液体的粘滞 系数，不仅在材料科学研究方面，而且在工程技术以及其他领域有很重要的作 用。在流体力学以及化工原理等领域有着巨大的贡献，这些学科从始至终都与 粘滞系数有着密切的联系。在水利工程领域中进行量水槽数值模拟时同样需要 粘滞系数的测量。目前关于这一领域的研究成果有北京工业大学的吴斌等人的 专利，其专利申请号为201210248592.X，专利名为基于超声导波的液体粘滞系 数检测装置及方法。该专利具有如下缺点：1、输出信号为脉冲信号，其响应速 度慢，不够精确稳定。2、多个检测装置无法实现自动检测，操作繁琐，其装置 不能直接测量与液体粘滞系数紧密相关的液体参数，如液体的密度等物理参数。 3、其信号的频率过高，会引起信号漂移，降低装置稳定性。4、其装置的探杆 长度长达1米，装置体积笨拙。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于磁致伸缩位移传感器灌溉水 粘滞系数检测装置及方法用于解决现有技术中利用超声导波的液体粘滞系数检 测方法响应速度慢、操作繁琐、装置稳定性差等技术问题。

基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，包括三角铁架台、磁 致伸缩位移传感器、温度传感器、量筒、压力传感器和数据处理及显示装置， 所述三角铁架台的一侧底座为永磁体底座，三角铁架台的支架与磁致伸缩位移 传感器的上部活动连接；所述永磁体底座的上部固定安装有托盘，永磁体底座 与托盘之间设置有压力传感器；所述量筒放置于托盘的上部，量筒内盛装待测 液体；所述磁致伸缩位移传感器的金属探杆延伸至待测液体中，金属探杆上设 置有永磁体磁环；所述温度传感器放置于待测液体中；数据处理及显示装置包 括单片机、重量变送器、电源模块和显示装置，数据处理及显示装置分别与磁致伸缩位移传感器、温度传感器以及压力传感器连接；所述单片机分别与重量 变送器、电源模块以及显示装置连接。

所述三角铁架台的支架上设置有刻度线。

所述数据处理及显示装置上设置有总电源线、电源指示灯、数据传输端口、 磁致伸缩位移传感器数据传输总线、温度传感器数据传输总线和压力传感器数 据传输总线。

所述显示装置为LCD1602液晶显示屏。

所述电源模块为220V交流转24V直流开关电源。

所述单片机为Arduino UNO型号单片机。

所述待测液体为灌溉水。

基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测方法，利用所述的基于磁致 伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，包括以下步骤，并且以下步骤顺次 进行，

步骤一、将空量筒放置于托盘上，开启电源，压力传感器检测空量筒的压 力值并通过重量变送器和单片机转换成空量筒质量值并存储至单片机；

步骤二、将灌溉水注入量筒，读取灌溉水液面值，并输入至数据处理及显 示装置，获得灌溉水的体积值，压力传感器检测注入灌溉水后的压力值并通过 重量变送器和单片机转换成量筒及灌溉水的质量值并存储至单片机；

步骤三、通过磁致伸缩位移传感器获得空气中回波信号频率的频域幅值；

步骤四、将磁致伸缩位移传感器放入灌溉水中，并用三角铁架台固定，根 据三角铁架台的支架上设置的刻度线读取待测液面的数值以及金属探杆的下底 面所在平面的数值，两个数值取差值获得金属探杆润深度l；

步骤五、通过磁致伸缩位移传感器获得灌溉水中回波信号频率的频域幅值；

步骤六、根据获得的空气中回波信号频率的频域幅值、灌溉水中回波信号 频率的频域幅值、金属探杆润深度l以及液体衰减系数计算公式获得灌溉水能 量衰减系数系数；

步骤七、根据步骤一中得的空量筒质量值以及步骤二中获得的量筒及灌溉 水的质量值取差值，获得灌溉水的质量值，

根据灌溉水的质量值以及步骤二中获得的灌溉水的体积值，获得灌溉水的 密度ρ_l；

步骤八、根据金属探杆的金属种类查表，获得金属探杆的密度ρ_r和金属探 杆的属性G，根据剪切波波速公式获得剪切波波速c_r，

用螺旋测微计测量获得金属探杆的半径，

通过示波器测得激励频率，

根据灌溉水的密度ρ_l和金属探杆的密度ρ_r，通过量纲—密度ρ公式： ρ＝ρ_l/ρ_r获得量纲—密度ρ；

步骤九、根据液体粘滞系数公式，获得灌溉水的粘滞系数；

步骤十、通过温度传感器获得灌溉水的温度并保持温度不变，重复步骤三、 步骤五以及步骤九，获得灌溉水的粘滞系数，将灌溉水的粘滞系数取平均值， 该平均值为灌溉水在该温度下的灌溉水的粘滞系数。

所述液体能量衰减系数α计算公式为：

式中，α(f)为能量衰减系数；l为金属探杆润深度；F_a(f)为空气中回波 信号频率的频域幅值；F_f(f)为浸润深度l时回波信号中频率的频域幅值。

所述液体粘滞系数η计算公式如下：

式中，η为液体粘滞系数；c_r为剪切波波速；γ为金属探杆的半径；f为激 励频率；α为能量衰减系数；ρ_l为液体密度；ρ为量纲—密度。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

本发明基于磁致伸缩位移传感器，以检测液体能量衰减系数为主要思想， 制成液体粘滞系数检测装置。磁致伸缩位移传感器以浸入液体的方式采集信号， 为了更好的测量结果，把采集到的信号传输到数据处理及显示装置中进行数据 处理，并配备LCD液晶显示屏实时数字显示，为确保检测结果的正确性，设置 压力传感器，温度传感器检测温度和密度，使实验结果更加精确，并通过LCD 液晶显示屏实现自动显示示数。磁致伸缩位移传感器输出连续电压信号，具有 测量精确和信号稳定等优点。

本发明的优势有四点：

1、装置中配备温度传感器和压力传感器可测量温度和密度，考虑两者对实 验测量结果的影响，对实验结果进一步修正，精确度大大提高。

2、局限性大大减小，磁致伸缩位移传感器金属探杆入液体一定深度便可 测量，只要满足这一条件不仅能够用于测量灌溉水，任意液体任何地点都可测 量。

3、磁致伸缩位移传感器输出连续信号，较脉冲信号相比，稳定，响应速度 快，精度高，可移植性好，易于与数据处理及显示装置连接。

4、装置可移植性好，易于与21Arduino连接。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法中 装置的结构示意图。

图2为本发明基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法中 数据处理及显示装置的结构框图。

图3为本发明基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法中 磁致伸缩位移传感器的原理图。

图4为本发明基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法中 波导丝的形变放大图。

图5为本发明基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法中 数据处理及显示装置的数据处理流程框图。

图6为本发明基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法的 实施例中磁致伸缩位移传感器检测到的灌溉水中的信号图。

图7为本发明基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法的 实施例中磁致伸缩位移传感器检测到的空气中的信号图。

图8为本发明基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法的 实施例中温度传感器信号图。

图9为本发明基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法的 实施例中压力传感器信号图。

图中，1-三角铁架台、2-磁致伸缩位移传感器、3-温度传感器、4-量筒、 5-压力传感器、6-数据处理及显示装置、7-托盘、8-总电源线、9-电源指示灯、 10-数据传输端口、11-磁致伸缩位移传感器数据传输总线、12-温度传感器数据 传输总线、13-压力传感器数据传输总线、14-传感器电子仓、15-磁环、16-阻 尼器、17-波导丝、18-电源正极、19-电源负极、20-信号输出正极、21-信号输 出负极、22-壳体地线。

具体实施方式

如图所示，基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，包括三角 铁架台1、磁致伸缩位移传感器2、温度传感器3、量筒4、压力传感器5和数 据处理及显示装置6，所述三角铁架台1的一侧底座为永磁体底座，三角铁架台 1的支架与磁致伸缩位移传感器2的上部活动连接；所述永磁体底座的上部固定 安装有托盘7，永磁体底座与托盘7之间设置有压力传感器5；所述量筒4放置 于托盘7的上部，量筒4内盛装待测液体；所述磁致伸缩位移传感器2的金属 探杆延伸至待测液体中，金属探杆上设置有永磁体磁环；所述温度传感器3放 置于待测液体中；数据处理及显示装置6包括单片机、重量变送器、电源模块 和显示装置，数据处理及显示装置6上设置有总电源线8、电源指示灯9、数据 传输端口10、磁致伸缩位移传感器数据传输总线11、温度传感器数据传输总线 12和压力传感器数据传输总线13，数据处理及显示装置6通过数据传输端口10 与电脑连接，数据处理及显示装置6通过磁致伸缩位移传感器数据传输总线11 与磁致伸缩位移传感器2连接，数据处理及显示装置6通过温度传感器数据传 输总线12与温度传感器3连接，数据处理及显示装置6通过压力传感器数据传 输总线13与压力传感器5连接；所述单片机分别与重量变送器、电源模块以及 显示装置连接。数据处理及显示装置6为数据处理和实时显示两大功能的实现 奠定了基础，单片机将所有的模拟信号转化成数字信号并连接至LCD1602液晶 显示屏等显示装置实时显示，同时可以将数据通过数据传输端口10传送至电脑， 通过MATLAB方便清晰的观看波形和数据的具体值。

所述三角铁架台1的支架上设置有刻度线。

所述显示装置为LCD1602液晶显示屏。

所述电源模块为220V交流转24V直流开关电源。

所述单片机为Arduino UNO型号单片机。

基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测方法，利用所述的基于磁致 伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，包括以下步骤，并且以下步骤顺次 进行，

步骤一、将空量筒4放置于托盘7上，开启电源，压力传感器5检测空量 筒4的压力值并通过重量变送器和单片机转换成空量筒质量值并存储至单片机；

步骤二、将灌溉水注入量筒4，读取灌溉水液面值，并输入至数据处理及显 示装置6，获得灌溉水的体积值，压力传感器5检测注入灌溉水后的压力值并通 过重量变送器和单片机转换成量筒及灌溉水的质量值并存储至单片机；

步骤三、通过磁致伸缩位移传感器2获得空气中回波信号频率的频域幅值；

步骤四、将磁致伸缩位移传感器2放入灌溉水中，并用三角铁架台1固定， 根据三角铁架台1的支架上设置的刻度线读取待测液面的数值以及金属探杆的 下底面所在平面的数值，两个数值取差值获得金属探杆润深度l；

步骤五、通过磁致伸缩位移传感器2获得灌溉水中回波信号频率的频域幅 值；

步骤六、根据获得的空气中回波信号频率的频域幅值、灌溉水中回波信号 频率的频域幅值、金属探杆润深度l以及液体衰减系数计算公式获得灌溉水能 量衰减系数系数；

步骤七、根据步骤一中得的空量筒质量值以及步骤二中获得的量筒及灌溉 水的质量值取差值，获得灌溉水的质量值，

根据灌溉水的质量值以及步骤二中获得的灌溉水的体积值，获得灌溉水的 密度ρ_l；

步骤八、根据金属探杆的金属种类查表，获得金属探杆的密度ρ_r和金属探 杆的属性G，根据剪切波波速公式获得剪切波波速c_r，

用螺旋测微计测量获得金属探杆的半径，

通过示波器测得激励频率，

根据灌溉水的密度ρ_l和金属探杆的密度ρ_r，通过量纲—密度ρ公式： ρ＝ρ_l/ρ_r获得量纲—密度ρ；

步骤九、根据液体粘滞系数公式，获得灌溉水的粘滞系数；

步骤十、通过温度传感器3获得灌溉水的温度并保持温度不变，重复步骤 三、步骤五以及步骤九，获得灌溉水的粘滞系数，将灌溉水的粘滞系数取平均 值，该平均值为灌溉水在该温度下的灌溉水的粘滞系数。

所述液体能量衰减系数α计算公式为：

式中，α(f)为能量衰减系数；l为金属探杆润深度；F_a(f)为空气中回波信 号频率的频域幅值；F_f(f)为浸润深度l时回波信号中频率的频域幅值。

所述液体粘滞系数η计算公式如下：

式中，η为液体粘滞系数；c_r为剪切波波速；γ为金属探杆的半径；f为 激励频率；α为能量衰减系数；ρ_l为灌溉水密度；ρ为量纲—密度。

基本原理：

一、磁致伸缩

磁致伸缩效应是指磁性物质在磁化过程中因外磁场条件的改变而发生几何 尺寸可逆变化的效应。而磁致伸缩智能材料是一类磁致伸缩效应强烈，具有高 磁致伸缩系数的材料，也就是说，它是一类具有电磁能/机械能相互转换功能的 材料。磁致伸缩材料通常分为金属磁致伸缩材料和稀土-铁(RFe2)超磁致伸缩材 料两大类。由于稀土-铁(RFe2)超磁致伸缩材料具有比传统磁致伸缩材料大得多 的磁致伸缩值，并且机械响应快，功率密度大，耦合系数高，在智能材料领域 中具有较好的应用前景。目前这类材料已广泛用于声纳系统，大功率超声器件、 精密定位控制、机械制动器，各种阀门和驱动器件等方面。

二、磁致伸缩位移传感器

磁致伸缩位移传感器2是基于磁滞伸缩效应制成用来测量位移的一种高精 度，大量程的传感器，其工作原理如图3所示。其内部结构包括传感器电子仓 14、磁环15、阻尼器16、波导丝17，磁致伸缩位移传感器2的电源正极18为 棕色线、电源负极19为黑色线、信号输出正极20为蓝色线、信号输出负极21 为白色线、壳体地线22为屏蔽线。所述传感器电子仓14包括脉冲发生器、数 字处理模块和检测元件。所述磁环15为永磁体磁环。

当磁致伸缩位移传感器2工作时，传感器电子仓14中的电子部件产生激励 脉冲，激励脉冲沿传感器内用磁致伸缩制造的波导丝17以电磁波速传播，垂直 于波导丝17方向产生环向磁场同样以声速传播，磁致伸缩位移传感器2的金属 探杆(包括波导丝17和回路导线)上有一永磁体磁环15，磁环15本身也有磁 场，两磁场相交，发生磁致伸缩效应，波导丝17发生形变，同时波导丝17以 机械振动的形式产生应变脉冲沿金属探杆向两端以声速传播，一端被阻尼器16 吸收，另一端被传感器电子仓14中的检测元件检测，从激励脉冲发出的时刻到 被检测原件检测这一过程总的时间乘以在固体中传播的声速，便可得出磁环15 的具体位置。这个过程是连续不断的，所以每当磁环15位置改变时，新的位置 会被迅速测量出来。由于检测电路的作用输出信号是真正的绝对值，而不是比 例的或需要再放大处理的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，更不必像 其他传感器那样需要定期重标。

三、磁致伸缩位移传感器2测量液体粘滞系数基本原理

磁致伸缩位移传感器2供电后，信号端输出连续信号，由于输出信号是真 正的绝对值，不需要再进行放大处理，其电压值范围为0～+5V，数值大小取决于 磁环15所在位置，为一恒定值，测量液体粘滞系数时，需将磁环15固定在金 属探杆上有效工作范围内的某一位置，将金属探杆浸入液体，要将磁环15部分 全部浸入液体，正常情况下，在空气中能量衰减几乎为零，与空气中相比，金 属探杆在液体中传播会随液体向四周扩散从而存在能量衰减，导致传播速度下 降，使得检测元件检测到的时间变大，检测元件输出的电压值升高，不同粘滞 系数液体的能量衰减系数不同，测量两种方式下的电压幅值，由液体能量衰减 系数α计算公式可计算出液体能量衰减系数，再由液体粘滞系数η计算公式计算 出液体粘滞系数，单片机计算得出结果，可LCD1602液晶显示屏实时显示，又 可将数据传输端口10连接电脑，运用MATLAB方便实现波形与数值的显示。

四、数据处理及显示模块基本原理

磁致伸缩位移传感器2、温度传感器3将0～5V电压信号传送到Arduino UNO 型号单片机，分别连接单片机的A2、A1端口,压力传感器5经过重量变送器进 行信号放大处理，经过处理后同样连接单片机的A0端口，单片机将这三个传感 器的模拟信号转换为数字信号，再对这些数字信号进行修正和计算，LCD1602液 晶显示屏将其各个端口与单片机相连接，并将测量结果显示出来，220V交流转 24V直流开关电源是用来将220V电源转换成我们可以直接使用的24V电源，给 整个数据处理及显示装置6供电。Arduino UNO型号单片机的程序流程图，如图 5所示。

具体步骤：

将磁致伸缩位移传感器2固定在三角铁架台1上，将磁环15固定在金属探 杆正常工作区内，其金属探杆伸进量筒4内部，将待测液体装进量筒4，固定其 液位高度，电源模块给单片机供电，磁致伸缩位移传感器2内部发出激励脉冲， 脉冲以电磁波速沿波导管向前传播，同时与导线垂直方向产生环形磁场，随着 电磁波向前传播，途中遇到不同粘滞系数的液体，会产生能量的衰减，由于粘 滞系数的不同其能量衰减程度也不同，当与磁致伸缩位移传感器2中磁环15产 生的磁场相遇时，发生磁致伸缩现象，波导丝17伸长或缩短，产生一个应变脉 冲，次应变脉冲为机械波沿着金属探杆以声速向两端传播，一端被阻尼器16吸收，另一端磁致伸缩位移传感器2内部的检测信号原件检测到，由于与空气中 相比，金属探杆在液体中传播会随液体向四周扩散从而存在能量衰减，导致传 播速度下降，在空气中能量衰减几乎为零，采集液体中与空气中回波信号频率 的频域幅值，就可计算出其衰减系数和粘滞系数的值。

液体能量衰减系数α计算公式如下：

式中，α(f)为能量衰减系数；l为金属探杆润深度；F_a(f)为空气中回波 信号频率的频域幅值；F_f(f)为浸润深度l时回波信号中频率的频域幅值。

液体粘滞系数η计算公式如下：

式中，η为液体粘滞系数；c_r为剪切波波速；γ为金属探杆的半径；f为 激励频率；α为能量衰减系数；ρ_l为灌溉水密度；ρ为量纲—密度。

根据金属探杆的金属种类查表，获得金属探杆的密度ρ_r和金属探杆的属性 G，根据剪切波波速公式获得剪切波波速c_r，

用螺旋测微计测量获得金属探杆的半径，

通过示波器测得激励频率，

根据灌溉水的密度ρ^l和金属探杆的密度ρ_r，通过量纲—密度ρ公式： ρ＝ρ_l/ρ_r获得量纲—密度ρ。

实施例：

实验内容:测量灌溉水的粘滞系数

该检测方法通过利用两个不同磁场(这两个磁场一个来自磁环15中的永磁 铁，另一个来自传感器电子仓14中的电子部件产生的激励脉冲沿传感器内用磁 致伸缩材料制造的波导丝17以声速运行。)相交时产生的应变脉冲信号被传感 器电子仓14的感测电路捕捉到后，以电信号的形式输出，激励脉冲传播中遇到 不同粘滞系数的灌溉水，其对应的能量衰减系数不同，测量不同粘滞系数灌溉 水下的不同能量衰减系数，通过计算处理可以得到相对应的粘滞系数。

图6至图9分别为磁致伸缩位移传感器检测到的灌溉水中的信号图、磁致 伸缩位移传感器检测到的空气中的信号图、温度传感器信号图和压力传感器信 号图。通过检测获得的实验数据如下：

误差分析：

a、多次测量求平均值，减小实验误差

测量值的平均值为1.0643MPa.s

b、计算粘滞系数的方差

测量值的方差值为2.1549e-15。方差值越小，实验数据越集中，说明装置 的稳定性好，数据的可靠性强。

c、结论：

灌溉水，温度为17.20℃时，密度为1000Kg/m³，粘滞系数为1.0643MPa.s。

Claims (10)

1.基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，其特征是：包括三角铁架台(1)、磁致伸缩位移传感器(2)、温度传感器(3)、量筒(4)、压力传感器(5)和数据处理及显示装置(6)，所述三角铁架台(1)的一侧底座为永磁体底座，三角铁架台(1)的支架与磁致伸缩位移传感器(2)的上部活动连接；所述永磁体底座的上部固定安装有托盘(7)，永磁体底座与托盘(7)之间设置有压力传感器(5)；所述量筒(4)放置于托盘(7)的上部，量筒(4)内盛装待测液体；所述磁致伸缩位移传感器(2)的金属探杆延伸至待测液体中，金属探杆上设置有永磁体磁环；所述温度传感器(3)放置于待测液体中；数据处理及显示装置(6)包括单片机、重量变送器、电源模块和显示装置，数据处理及显示装置(6)分别与磁致伸缩位移传感器(2)、温度传感器(3)以及压力传感器(5)连接；所述单片机分别与重量变送器、电源模块以及显示装置连接。

2.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，其特征是：所述三角铁架台(1)的支架上设置有刻度线。

3.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，其特征是：所述数据处理及显示装置(6)上设置有总电源线、电源指示灯、数据传输端口、磁致伸缩位移传感器数据传输总线、温度传感器数据传输总线和压力传感器数据传输总线。

4.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，其特征是：所述显示装置为LCD1602液晶显示屏。

5.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，其特征是：所述电源模块为220V交流转24V直流开关电源。

6.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，其特征是：所述单片机为Arduino UNO型号单片机。

7.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，其特征是：所述待测液体为灌溉水。

8.基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测方法，利用如权利要求1所述的基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置，其特征是：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，

步骤一、将空量筒(4)放置于托盘(7)上，开启电源，压力传感器(5)检测空量筒(4)的压力值并通过重量变送器和单片机转换成空量筒质量值并存储至单片机；

步骤二、将灌溉水注入量筒(4)，读取灌溉水液面值，并输入至数据处理及显示装置(6)，获得灌溉水的体积值，压力传感器(5)检测注入灌溉水后的压力值并通过重量变送器和单片机转换成量筒及灌溉水的质量值并存储至单片机；

步骤三、通过磁致伸缩位移传感器(2)获得空气中回波信号频率的频域幅值；

步骤四、将磁致伸缩位移传感器(2)放入灌溉水中，并用三角铁架台(1)固定，根据三角铁架台(1)的支架上设置的刻度线读取待测液面的数值以及金属探杆的下底面所在平面的数值，两个数值取差值获得金属探杆润深度l；

步骤五、通过磁致伸缩位移传感器(2)获得灌溉水中回波信号频率的频域幅值；

步骤六、根据获得的空气中回波信号频率的频域幅值、灌溉水中回波信号频率的频域幅值、金属探杆润深度l以及液体衰减系数计算公式获得灌溉水能量衰减系数系数；

步骤七、根据步骤一中得的空量筒质量值以及步骤二中获得的量筒及灌溉水的质量值取差值，获得灌溉水的质量值，

根据灌溉水的质量值以及步骤二中获得的灌溉水的体积值，获得灌溉水的密度ρ_l；

步骤八、根据金属探杆的金属种类查表，获得金属探杆的密度ρ_r和金属探杆的属性G，根据剪切波波速公式获得剪切波波速c_r，

用螺旋测微计测量获得金属探杆的半径，

通过示波器测得激励频率，

根据灌溉水的密度ρ_l和金属探杆的密度ρ_r，通过量纲—密度ρ公式：ρ＝ρ_l/ρ_r获得量纲—密度ρ；

步骤九、根据液体粘滞系数公式，获得灌溉水的粘滞系数；

步骤十、通过温度传感器(3)获得灌溉水的温度并保持温度不变，重复步骤三、步骤五以及步骤九，获得灌溉水的粘滞系数，将灌溉水的粘滞系数取平均值，该平均值为灌溉水在该温度下的灌溉水的粘滞系数。

9.根据权利要求8所述的基于磁致伸缩位移传感器的液体粘滞系数检测方法，其特征是：所述液体能量衰减系数α计算公式为：

式中，α(f)为能量衰减系数；l为金属探杆润深度；F_a(f)为空气中回波信号频率的频域幅值；F_f(f)为浸润深度l时回波信号中频率的频域幅值。

10.根据权利要求8所述的基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测方法，其特征是：所述液体粘滞系数η计算公式如下：

式中，η为液体粘滞系数；c_r为剪切波波速；γ为金属探杆的半径；f为激励频率；α为能量衰减系数；ρ_l为灌溉水密度；ρ为量纲—密度。