CN112924330B - 一种油料粘度检测仪 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油料检测技术领域，公开了一种油料粘度检测仪，包括检测仪本体、驱动电机、变速箱、控制中心、搅拌电机和加热管，检测仪本体开设有进油口，检测仪本体的底部连接有金属接触传感器和导向杆，变速箱包括锥齿轮组合和驱动螺杆，驱动螺杆连接有校准按钮，驱动螺杆通过螺纹连接有连接组件，连接组件的下侧球接有金属垂球，金属接触传感器接触金属垂球响应，金属垂球穿设于导向杆，搅拌电机的输出轴连接有搅拌桨，加热管包括油料加热管和垂球加热管，控制中心与驱动电机、接触传感器、搅拌电机和加热管线接；本发明解决了现有技术油料粘度检测仪难以保证检测准确性的问题，适用于油料粘度的检测。

Description

一种油料粘度检测仪
技术领域
本发明涉及油料检测技术领域，具体为一种油料粘度检测仪。
背景技术
粘度是物质的一种物理化学性质，其源于液体的内摩擦，它是润滑油重要指标之一，如果粘度过大，会降低发电机功率，如果粘度过小，又会增加机器磨损；粘度还是绝缘油重要指标之一，粘度越低变压器循环冷却效果越好；而常见的粘度值指的是特定温度下粘度的数值，国际标准是40℃或100℃下油料的粘度值；油料在受到外力作用而发生相对移动时，油分子之间产生的阻力，使油料无法进行顺利流动，其阻力大小称为油料的粘度；故而在测量油料粘度时一般会选择对油料施加一推力F，使油料产生一速度变化度所需的力的大小，或是利用一定质量的小球穿透一定深度的油料，测量穿透油料需要的时间长短；现有的油料粘度检测仪，一般是在一定温度下特定体积的油料在重力作用下进入毛细管流，测量完全流出的时间，测量的时间不一定，难以保证特定的温度，测量的方式单一，导致测量的精度低。
为了解决上述问题，中国专利(专利公开号：CN206920280U)公开了一种运动粘度测定仪，包括恒温浴装置、控制系统、搅拌系统以及粘度测定装置，所述恒温浴装置包括玻璃内缸和玻璃外缸，所述玻璃内缸和所述玻璃外缸之间形成夹套层，所述恒温浴装置内设置有透明的保护罩，所述透明保护罩内设置有加热管和温度计，所述恒温浴装置的一侧设置有与夹套层连通的进气管，所述控制系统包括设置在所述恒温浴装置底部的控制箱、安装在所述恒温浴装置顶部的温度传感器，所述搅拌系统安装在所述恒温浴装置上并与控制箱连接，所述粘度测定装置包括设置在恒温浴装置顶部的固定架、以及通过所述固定架固定在恒温浴装置内的毛细管，所述毛细管为U型结构，且所述毛线管的两端均贯穿所述恒温浴装置的顶部。
上述方案利用恒温浴装置提供测量期间的特定温度；但该装置测量的方式单一，对测量的粘度值无法进行检查校核，难以保证检测的准确性，因此需要一种具有多种检测方式的油料粘度检测仪。
发明内容
本发明意在提供一种油料粘度检测仪，以解决现有技术油料粘度检测仪难以保证检测准确性的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供的基础技术方案是：一种油料粘度检测仪，包括检测仪本体、驱动电机、变速箱、加热管和控制中心，所述检测仪本体开设有进油口，所述检测仪本体的底部连接有金属接触传感器和导向杆，所述驱动电机为可调电机，所述变速箱包括锥齿轮组合和驱动螺杆，所述驱动电机的输出轴与所述锥齿轮组合的主动锥齿轮连接，所述驱动螺杆与所述锥齿轮组合的从动锥齿轮连接，所述驱动螺杆还通过螺纹连接有连接组件，所述连接组件的下侧球接有金属垂球，所述金属接触传感器接触所述金属垂球响应，所述金属垂球穿设于所述导向杆，所述加热管连接在所述检测仪本体的内壁，所述控制中心与所述驱动电机、所述接触传感器和所述加热管线接。
基础技术方案的原理：待检测的油料从进油口倒入检测仪本体内，加热管对待检测油料进行加热，控制中心通过控制加热管来控制油料的温度；当调控制中心调节驱动电机的输出转速一定时，在锥齿轮组的作用下驱动螺杆的转速一定，与驱动螺杆螺纹连接的连接组件沿着驱动螺杆轴向运动的速度也一定，金属垂球与连接组件球接且穿设于导向杆，即金属垂球沿着导向杆的轴向做匀速直线运动，根据关于阻力的斯托克斯公式:
粘滞阻力：F＝6πηv……①
设驱动电机在输出一定转速时对金属垂球施加的压力为Fp1,重力垂球未完全比油料覆盖时，Fp1为变力，重力垂球完全比油料覆盖后，Fp1为恒定，油料对金属垂球的浮力为ρVg,结合物体做匀速直线运动时的力的平衡关系可知，重力垂球在沿着导向杆的竖直向下运动过程的受力情况为：
mg+Fp1＝F+ρVg……②
根据以上公式①②可以得到油料的粘度η1，Fp1的变化适用两阶段的自检；
当调控制中心调节驱动电机的输出扭矩一定时，在锥齿轮组、驱动螺杆和连接组件的作用下，驱动电机对金属垂球施加的力为恒力Fp2，重力垂球在沿着导向杆的竖直向下做变速运动，重力垂球未完全进入油料时做加速度减小的加速运动，完全进入油料后做加速度恒定的加速运动，运动过程的受力情况为：
mg+Fp2+ma＝F+ρVg……③
根据以上公式①③可以得到油料的粘度η2，加速度的变化适用两阶段自检；
金属垂球接触金属接触传感器后金属接触传感器响应，关闭驱动电机，多次测量η1取其平均数，多次测量η2取其平均数，二者相互检验校验。
基础技术方案的有益效果是：本油料检测仪具有两种测量检测η的方式，两种检测方式对油料粘度的检测值互相检验校核，而且两种方式均可以自检，检测的数据可靠，保证了检测准确性；另外针对不同的油料可以通过调节输出电机的输出转速和输出力矩调节金属垂球的在检测仪本体内的运动时间，即检测的时间可控，便于工作人员的操作、记录等。
优选地，所述驱动电机为变频调速电机，所述变频调速电机根据恒定输出功率调节输出转速和输出力矩，所述控制中心调节和显示所述变频调速电机的工况。
通过上述设置，变频调速电机输出的恒定转速和恒定力矩准确，进一步保证检测的精度，通过控制中心控制驱动电机的输出，操作直观、方便。
优选地，所述控制中心根据所述金属接触传感器的响应控制所述驱动电机的启停。
通过上述设置，根据金属接触传感器的响应自动控制，响应快，进一步提高了检测的准确性。
优选地，所述控制中心还线接有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴连接有搅拌桨，所述搅拌桨设于所述检测仪本体的内侧。
通过上述设置，加热管对油料进行加热，搅拌桨搅拌油料，使得油料加热均匀。
优选地，所述检测仪本体和所述金属垂球的外壁均刻制有刻度线，所述检测仪本体的外壁还刻制有校准线。
通过上述设置，检测仪本体外壁上的刻度线便于对检测仪内油料的量进行识别，金属垂球上的刻度线便于对金属垂球进入油料的体积进行识别，数据直观，便于对油料粘度的计算，校准线用于校准金属垂球的位置，保证每次检测金属垂球的起点和终点一致，避免多次检测过程中的操作误差，保证检测的精度。
优选地，所述驱动螺杆的上侧还连接有校准按钮。
通过上述设置，根据实际情况转动校准按钮校准金属垂球的位置，操作简单、可靠。
优选地，所述加热管包括油料加热管和垂球加热管。
通过上述设置，油料加热管对油料加热，垂球加热管对金属垂球加热，二者相互独立，保证金属垂球与油料的温度一致，杜绝金属垂球与油料之间的温差给检测带来的不利影响。
附图说明
图1为本发明一种油料粘度检测仪的结构示意图；
附图中的对应标记的名称为：
检测仪本体1、进油口2、驱动电机3、锥齿轮组合4、驱动螺杆5、连接组件6、金属垂球7、导向杆8、金属接触传感器9、控制中心10、搅拌电机11、搅拌桨12、加热管13。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示，一种油料粘度检测仪，包括检测仪本体1、驱动电机3、变速箱、控制中心10、搅拌电机11和加热管13，检测仪本体1的左上侧开设有进油口2，检测仪本体1的瓶身刻制有刻度线和校准线，检测仪本体1的底部连接有金属接触传感器9和导向杆8，驱动电机3为变频调速电机，变频调速电机根据恒定输出功率调节输出转速和输出力矩，变速箱包括锥齿轮组合4和驱动螺杆5，驱动电机3的输出轴与锥齿轮组合4的主动锥齿轮通过花键连接，驱动螺杆5与锥齿轮组合4的从动锥齿轮通过花键连接，驱动螺杆5的上侧固定粘接有校准按钮，驱动螺杆5的中部通过螺纹连接有连接组件6，连接组件6的下侧球接有金属垂球7，金属垂球7的外壁刻制有刻度线，金属接触传感器9接触金属垂球7响应，金属垂球7穿设于导向杆8，金属垂球7沿着导向杆8的轴向运动，搅拌电机11的输出轴连接有搅拌桨12，搅拌桨12设于检测仪本体1的内侧，加热管13包括油料加热管和垂球加热管，油料加热管和垂球加热管均通过螺栓连接在检测仪本体1的内壁，控制中心10与驱动电机3、金属接触传感器9、搅拌电机11和加热管13线接，控制中心10调节和显示变频调速电机的输出转速和输出转矩的工况，控制中心10还根据金属接触传感器9的响应控制驱动电机3的启停。
具体实施一：先将待检测的油料从进油口2将其倒入检测仪本体1内，借助刻度线辨识检测仪本体1内部油料的量，油料的量不要淹没校准线，然后通过控制中心10打开加热管13和搅拌电机11，搅拌桨12使得油料加热均匀，油料加热管对油料加热至40℃时关闭搅拌电机11，同时垂球加热管对金属垂球7也加热至40℃，扭动校准按钮调节金属垂球7的最下端与校准线平齐，该处为金属垂球7的初始位置，针对不同的油料通过控制中心10调节驱动电机3的输出轴输出恒定的转速的大小，方便操作者在金属垂球7的下落时间时间内记录油料粘度的数值，分别记录金属垂球7未完全进入油料和完全进入油料测量的油料粘度，金属接触传感器9的上表面为金属垂球7的终止位置，金属垂球7接触金属接触传感器9后控制中心10自动关闭驱动电机3，多次重复检测，计算多次记录油料粘度的数值的平均值即为油料在40℃下的粘度数值。
具体实施二：本实施方式与实施方式一的区别在于控制中心10调节驱动的输出轴输出的为恒定转矩，其他实施方式与实施方式一一样，多次重复检测取油料粘度的数值的平均值，得到油料在40℃下的粘度数值。
具体实施三：综合具体实施一和具体实施二两种方式，对其测量的数值互相检验校核，最后取其平均值，得到油料在40℃下的粘度数值。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种油料粘度检测仪，其特征在于：包括检测仪本体(1)、驱动电机(3)、变速箱、加热管(13)和控制中心(10)，所述检测仪本体(1)开设有进油口(2)，所述检测仪本体(1)的底部连接有金属接触传感器(9)和导向杆(8)，所述变速箱包括锥齿轮组合(4)和驱动螺杆(5)，所述驱动电机(3)的输出轴与所述锥齿轮组合(4)的主动锥齿轮连接，所述驱动螺杆(5)与所述锥齿轮组合(4)的从动锥齿轮连接，所述驱动螺杆(5)还通过螺纹连接有连接组件(6)，所述连接组件(6)的下侧球接有金属垂球(7)，所述金属接触传感器(9)接触所述金属垂球(7)响应，所述金属垂球(7)穿设于所述导向杆(8)，所述加热管(13)连接在所述检测仪本体(1)的内壁，所述控制中心(10)与所述驱动电机(3)、所述接触传感器(9)和所述加热管(13)线接，所述驱动电机(3)为变频调速电机，所述驱动电机(3)的输出转速和输出扭矩可调；所述控制中心(10)控制所述加热管(13)来控制油料的温度，所述控制中心(10)调节所述驱动电机(3)的输出转速和输出扭矩：
当所述驱动电机(3)的输出转速一定时，所述金属垂球(7)与所述连接组件(6)球接且穿设于所述导向杆(8)，所述金属垂球(7)沿着所述导向杆(8)的轴向做匀速直线运动，根据关于阻力的斯托克斯公式:
粘滞阻力：F＝6πηv……①
设所述驱动电机(3)对所述金属垂球(7)施加的压力为Fp1；所述金属垂球(7)未完全被油料覆盖时，Fp1为变力；所述金属垂球(7)完全被油料覆盖后，Fp1为恒定；油料对所述金属垂球(7)的浮力为ρVg,结合物体做匀速直线运动时的力的平衡关系可知，所述金属垂球(7)在沿着所述导向杆(8)的竖直向下运动过程的受力情况为：
mg+Fp1＝F+ρVg……②
根据以式①②可以得到油料的粘度η1，Fp1的变化适用两阶段的自检；
当所述驱动电机(3)的输出扭矩一定时，所述驱动电机(3)的对所述金属垂球(7)施加的力为恒力Fp2，所述金属垂球(7)沿着所述导向杆(8)的竖直向下做变速运动，所述金属垂球(7)未完全进入油料时做加速度减小的加速运动，完全进入油料后做加速度恒定的加速运动，运动过程的受力情况为：
mg+Fp2+ma＝F+ρVg……③
根据式①③得到油料的粘度η2，加速度的变化适用两阶段自检；
所述控制中心(10)根据所述金属接触传感器(9)的响应控制所述驱动电机(3)的启停，多次测量η1取其平均数，多次测量η2取其平均数，二者相互检验校验。
2.根据权利要求1所述的一种油料粘度检测仪，其特征在于：所述控制中心(10)还线接有搅拌电机(11)，所述搅拌电机(11)的输出轴连接有搅拌桨(12)，所述搅拌桨(12)设于所述检测仪本体(1)的内侧。
3.根据权利要求2所述的一种油料粘度检测仪，其特征在于：所述检测仪本体(1)和所述金属垂球(7)的外壁均刻制有刻度线，所述检测仪本体(1)的外壁还刻制有校准线。
4.根据权利要求3所述的一种油料粘度检测仪，其特征在于：所述驱动螺杆(5)的上侧还连接有校准按钮。
5.根据权利要求4所述的一种油料粘度检测仪，其特征在于：所述加热管(13)包括油料加热管和垂球加热管。
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