CN113670773A - 一种油品粘度智能检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油品粘度智能检测装置及方法，属于油品粘度检测领域，一种油品粘度智能检测装置，包括测量箱，所述测量箱上穿插有测量管，所述测量箱的内底壁固定安装有搅拌装置，所述测量箱的内部固定安装有加热棒，所述测量箱的内壁开设有真空腔，所述测量箱的内部填充有换热水。本发明，通过均匀的对测量管内部的油品以及钢球进行加热，确保两者之间的温度一致，以便于减少测量时的误差，通过水平调节机构调节测量箱的水平，确保斜测管与水平面的夹角数据准确以及直测管的垂直摆放，进一步减少测量误差，通过真空腔形成保温腔，减少外部环境对测量箱内部温度的影响，确保实验测量过程中温度恒定，提高测量精度，使的测量数据更加精确。

Description

一种油品粘度智能检测装置及方法

技术领域

本发明涉及油品粘度检测领域，更具体地说，涉及一种油品粘度智能检测装置及方法。

背景技术

粘度是流体粘滞性的一种量度，是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示，粘度大表现内摩擦力大，分子量越大，碳氢结合越多，这种力量也越大，随着使用时间的增长，油品粘度会逐渐发生变化，粘度变高的原因主要有：不溶物，冷却剂、水，氧化，油品加错或混掺，输送过程污染等，而机油粘度过高将导致油品流动阻力增加，散热速度变慢，设备运行性能变坏，因此获取油品粘度对于有效评价油品使用性能、质量鉴别和确定用途，及各种燃料用油的燃烧性能及用度具有重要的意义，尤其是在线获取油品粘度，这对于润滑对象的维护、摩擦故障的分析会提供更为直观的数据依据。

现有的油品粘度检测装置结构非常复杂，而且制造成本昂贵，而传统简易的测试粘度的装置又存在较大的误差，测量结果不准的问题，导致在需要对油品粘度检测时，无法找到适合的检测设备，影响油品的使用，故而提出了一种油品粘度智能检测装置及方法来解决上述问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种油品粘度智能检测装置及方法，具备测量精度更高，造价更低的优点，解决了现有的油品粘度检测装置结构非常复杂，而且制造成本昂贵，而传统简易的测试粘度的装置又存在较大的误差，测量结果不准的问题，导致在需要对油品粘度检测时，无法找到适合的检测设备，影响油品的使用的问题。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种油品粘度智能检测装置，包括测量箱，所述测量箱上穿插有测量管，所述测量箱的内底壁固定安装有搅拌装置，所述测量箱的内部固定安装有加热棒，所述测量箱的内壁开设有真空腔，所述测量箱的内部填充有换热水，所述测量箱的内部固定安装有两组测量装置，所述测量箱的底部固定安装有水平调节机构，所述测量箱的内部固定安装有温度感应器，所述测量箱的顶部固定安装有中央处理器与显示器，两组所述测量装置与温度感应器的输出端均与中央处理器的输入端电性连接，所述中央处理器的输出端与显示器的输入端电性连接；

所述测量管包含有放置管，所述放置管穿插于测量箱的顶部并与其固定连接，所述放置管的底部一体成型有斜测管，所述斜测管远离放置管的一端一体成型有直测管，所述直测管的底部插接有密封塞，所述放置管上插接有承接装置，所述放置管放置有钢球；

两组所述测量装置均包含有两个红外发射器以及两个与红外发射器相对应的红外接收器，四个所述红外发射器与四个红外接收器分别位于斜测管与直测管的两侧，四个所述红外发射器与四个红外接收器一一对应。

优选的，所述水平调节机构包含有收纳管，所述收纳管固定连接于测量箱的底部，所述收纳管的内部螺纹连接有调节杆，所述调节杆的底端延伸至收纳管的底部并转动连接有支撑垫。

优选的，所述承接装置包含有盖垫，所述盖垫插接于放置管的顶部，所述盖垫上穿插有与其滑动连接的挡杆，所述挡杆的底端延伸至放置管的内部并与放置管的内壁接触，所述钢球与放置管接触。

优选的，所述直测管的内侧固定连接有限位环，所述限位环的内径大于钢球的直径。

优选的，所述放置管内部固定连接有换热块，所述钢球位于换热块上并与换热块的内壁接触，所述换热块位于挡杆的一侧。

优选的，所述搅拌装置包含有伺服马达，所述伺服马达固定安装于测量箱的内底壁，所述伺服马达的输出轴固定连接有搅拌杆。

本发明还提供一种油品粘度智能检测方法，将油品从测量管上方开口倒入，直至油品液面到放置管与斜测管的连接处，通然后将承接装置与钢球放置在放置管的内部，加热棒与搅拌装置通电工作，对换热水进行加热到一定温度，并让测量箱的内部所有换热水温度均匀恒定，通过测量管对其内部的油品以及钢球进行加热一段时间，使的油品与钢球在测量前的温度一致，然后通过向上抽动挡杆，使钢球落入斜测管的内部，钢球经过第一组红外发射器与红外接收器之间的时间记录为t₁，经过第二组红外发射器与红外接收器的时间为t₂，将数据导入中央处理器进行数据整理计算得到初步粘度值，当钢球进入直测管时，经过第三组红外发射器与红外接收器的时间为t₃，经过第四组红外发射器与红外接收器的时间为t₄，将数据导入中央处理器进行数据整理计算得到第二粘度值。

优选的，第一组所述红外发射器与红外接收器与放置管和斜测管的连接处间距大于五厘米，第二组所述红外发射器与红外接收器与斜测管和直测管的连接处间距大于五厘米，第三组所述红外发射器与红外接收器与斜测管和直测管的连接处间距大于五厘米，第四组所述红外发射器与红外接收器与直测管底部的距离大于五厘米。

优选的，所述钢球的直径为1-4毫米，所述斜测管和直测管直径为2-8毫米，所述换热水的加热范围为40-60度。

组合滚动落球法以及落球法的测量方法，根据斯托克斯粘性阻力定律，流体的粘度可用一下算式进行计算：

1)滚动落球法：

其中

2)落球法：

其中t＝t_4-t₃

其中η₁为初步粘度值，η₂为第二粘度值，d为钢球直径，D为斜测管直径，ρ₀为钢球密度，ρ为流体密度，g为重力加速度，θ为斜测管与水平面的夹角，l₁为第一组红外发射器与红外接收器和第二组红外发射器与红外接收器的距离，l₂为第三组红外发射器与红外接收器和第四组红外发射器与红外接收器的距离，t₁为第一组红外发射器与红外接收器所测时间，t₂为第二组红外发射器与红外接收器所测时间，t₃为第三组红外发射器与红外接收器所测时间，t₄为第四组红外发射器与红外接收器所测时间。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案，能够通过加热棒先对测量箱内部的换热水加热至一定温度，然后并通过搅拌装置时的测量箱内部的换热水热量均匀，能够均匀的对测量管内部的油品以及钢球进行加热，确保两者之间的温度一致，以便于减少测量时的误差，通过水平调节机构调节测量箱的水平，确保斜测管与水平面的夹角数据准确以及直测管的垂直摆放，进一步减少测量误差，通过真空腔形成保温腔，减少外部环境对测量箱内部温度的影响，确保实验测量过程中温度恒定，提高测量精度，使的测量数据更加精确。

(2)本方案，通过转动调节杆能够在收纳管的内侧进行伸缩活动，进而调节测量箱拐角高度，确保测量箱的水平放置，通过支撑垫提高测量箱的稳定性。

(3)本方案，盖垫与挡杆分别遮挡放置管与斜测管的管口处，当需要释放钢球时，通过向上拔动挡杆打开斜测管，钢球滑落至斜测管内开始测量，方便使用者进行操作。

(4)本方案，限位环让钢球进入直测管时位于直测管的轴心位置，进一步提高测量落球的时间准确，提高测量粘度的精准度。

(5)本方案，换热块提高钢球位与放置管内壁之间的换热面积，方便对钢球进行加热，使其与石油温度一致，提高了测量效率。

(6)本方案，伺服马达通电工作能够带动搅拌杆进行转动，让换热水处于活动状态，让加热棒加热时，测量箱的内部温度分布相对均匀，减少测量误差。

(7)本方案，通过组合滚动落球法以及落球法能够测的两组油品粘度，根据需求，测量人员能够选取其中一种油品粘度或者两组油品粘度的平均值，装置结构简单，造价相对于目前市场上的油品粘度测试计低廉，操作方便快捷，通过测量时间数据能够通过中央处理器进行计算并通过显示器显示数值，更加智能方便，无需刻意培训使用该装置，使用便捷测量精准度高。

(8)本方案，为保证钢球的下落时有充足的速度以及避免测量管底部对钢球的影响，让两组测量装置与斜测管以及直测管的两端均具备一定间距，从而减小测量时数据的误差，提高粘度数值的精确度。

(9)本方案，装置的结构体积小，测量成本低，使用便捷方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中标号说明：

1、测量箱；2、测量管；201、放置管；202、斜测管；203、直测管；3、搅拌装置；301、伺服马达；302、搅拌杆；4、加热棒；5、真空腔；6、承接装置；601、盖垫；602、挡杆；7、测量装置；701、红外发射器；702、红外接收器；8、水平调节机构；801、收纳管；802、调节杆；803、支撑垫；9、钢球；10、限位环；11、换热块；12、温度感应器；13、中央处理器；14、显示器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，一种油品粘度智能检测装置，包括测量箱1，测量箱1上穿插有测量管2，测量箱1的内底壁固定安装有搅拌装置3，测量箱1的内部固定安装有加热棒4，测量箱1的内壁开设有真空腔5，测量箱1的内部填充有换热水，测量箱1的内部固定安装有两组测量装置7，测量箱1的底部固定安装有水平调节机构8，测量箱1的内部固定安装有温度感应器12，该温度感应器12的型号可为LM35DZ，测量箱1的顶部固定安装有中央处理器13与显示器14，该中央处理器13的型号可为6ES7312-1AE14-0AB0，该显示屏14的型号可为LG LP101WH1-TLB5，两组测量装置7与温度感应器12的输出端均与中央处理器13的输入端电性连接，中央处理器13的输出端与显示器14的输入端电性连接；

测量管2包含有放置管201，放置管201穿插于测量箱1的顶部并与其固定连接，放置管201的底部一体成型有斜测管202，斜测管202远离放置管201的一端一体成型有直测管203，直测管203的底部插接有密封塞204，放置管201上插接有承接装置6，放置管201放置有钢球9；

两组测量装置7均包含有两个红外发射器701以及两个与红外发射器701相对应的红外接收器702，该红外发射器701的型号可为CHQ014，该红外接收器702的型号可为PC838，四个红外发射器701与四个红外接收器702分别位于斜测管202与直测管203的两侧，四个红外发射器701与四个红外接收器702一一对应，能够通过加热棒4先对测量箱1内部的换热水加热至一定温度，然后并通过搅拌装置3时的测量箱1内部的换热水热量均匀，能够均匀的对测量管2内部的油品以及钢球9进行加热，确保两者之间的温度一致，以便于减少测量时的误差，通过水平调节机构8调节测量箱1的水平，确保斜测管202与水平面的夹角数据准确以及直测管203的垂直摆放，进一步减少测量误差，通过真空腔5形成保温腔，减少外部环境对测量箱1内部温度的影响，确保实验测量过程中温度恒定，提高测量精度，使的测量数据更加精确。

进一步的，水平调节机构8包含有收纳管801，收纳管801固定连接于测量箱1的底部，收纳管801的内部螺纹连接有调节杆802，调节杆802的底端延伸至收纳管801的底部并转动连接有支撑垫803，通过转动调节杆802能够在收纳管801的内侧进行伸缩活动，进而调节测量箱1拐角高度，确保测量箱1的水平放置，通过支撑垫803提高测量箱1的稳定性。

进一步的，承接装置6包含有盖垫601，盖垫601插接于放置管201的顶部，盖垫601上穿插有与其滑动连接的挡杆602，挡杆602的底端延伸至放置管201的内部并与放置管201的内壁接触，钢球9与放置管201接触，盖垫601与挡杆602分别遮挡放置管201与斜测管202的管口处，当需要释放钢球9时，通过向上拔动挡杆602打开斜测管202，钢球9滑落至斜测管202内开始测量，方便使用者进行操作。

进一步的，直测管203的内侧固定连接有限位环10，限位环10的内径大于钢球9的直径，限位环10让钢球9进入直测管203时位于直测管203的轴心位置，进一步提高测量落球的时间准确，提高测量粘度的精准度。

进一步的，放置管201内部固定连接有换热块11，钢球9位于换热块11上并与换热块11的内壁接触，换热块11位于挡杆602的一侧，换热块11提高钢球9位与放置管201内壁之间的换热面积，方便对钢球9进行加热，使其与石油温度一致，提高了测量效率。

进一步的，搅拌装置3包含有伺服马达301，该伺服马达301的型号可为DVUX825W，伺服马达301固定安装于测量箱1的内底壁，伺服马达301的输出轴固定连接有搅拌杆302，伺服马达301通电工作能够带动搅拌杆302进行转动，让换热水处于活动状态，让加热棒4加热时，测量箱1的内部温度分布相对均匀，减少测量误差。

本发明还提供一种油品粘度智能检测方法，将油品从测量管2上方开口倒入，直至油品液面到放置管201与斜测管202的连接处，通然后将承接装置6与钢球9放置在放置管201的内部，加热棒4与搅拌装置3通电工作，对换热水进行加热到一定温度，并让测量箱1的内部所有换热水温度均匀恒定，通过测量管2对其内部的油品以及钢球9进行加热一段时间，使的油品与钢球9在测量前的温度一致，然后通过向上抽动挡杆602，使钢球9落入斜测管202的内部，钢球9经过第一组红外发射器701与红外接收器702之间的时间记录为t₁，经过第二组红外发射器701与红外接收器702的时间为t₂，将数据导入中央处理器13进行数据整理计算得到初步粘度值，当钢球9进入直测管203时，经过第三组红外发射器701与红外接收器702的时间为t₃，经过第四组红外发射器701与红外接收器702的时间为t₄，将数据导入中央处理器13进行数据整理计算得到第二粘度值，通过组合滚动落球法以及落球法能够测的两组油品粘度，根据需求，测量人员能够选取其中一种油品粘度或者两组油品粘度的平均值，装置结构简单，造价相对于目前市场上的油品粘度测试计低廉，操作方便快捷，通过测量时间数据能够通过中央处理器13进行计算并通过显示器14显示数值，更加智能方便，无需刻意培训使用该装置，使用便捷测量精准度高。

进一步的，第一组红外发射器701与红外接收器702与放置管201和斜测管202的连接处间距大于五厘米，第二组红外发射器701与红外接收器702与斜测管202和直测管203的连接处间距大于五厘米，第三组红外发射器701与红外接收器702与斜测管202和直测管203的连接处间距大于五厘米，第四组红外发射器701与红外接收器702与直测管203底部的距离大于五厘米，为保证钢球9的下落时有充足的速度以及避免测量管2底部对钢球9的影响，让两组测量装置7与斜测管202以及直测管203的两端均具备一定间距，从而减小测量时数据的误差，提高粘度数值的精确度。

进一步的，钢球9的直径为1-4毫米，斜测管202和直测管203直径为2-8毫米，换热水的加热范围为40-60度，装置的结构体积小，测量成本低，使用便捷方便。

工作原理：将油品从测量管2上方开口倒入，直至油品液面到放置管201与斜测管202的连接处，通然后将承接装置6与钢球9放置在放置管201的内部，加热棒4与搅拌装置3通电工作，对换热水进行加热到一定温度，并让测量箱1的内部所有换热水温度均匀恒定，通过测量管2对其内部的油品以及钢球9进行加热一段时间，使的油品与钢球9在测量前的温度一致，然后通过向上抽动挡杆602，使钢球9落入斜测管202的内部，钢球9经过第一组红外发射器701与红外接收器702之间的时间记录为t₁，经过第二组红外发射器701与红外接收器702的时间为t₂，将数据导入中央处理器13进行数据整理计算得到初步粘度值，当钢球9进入直测管203时，经过第三组红外发射器701与红外接收器702的时间为t₃，经过第四组红外发射器701与红外接收器702的时间为t₄，将数据导入中央处理器13进行数据整理计算得到第二粘度值，通过加热棒4先对测量箱1内部的换热水加热至一定温度，然后并通过搅拌装置3时的测量箱1内部的换热水热量均匀，能够均匀的对测量管2内部的油品以及钢球9进行加热，确保两者之间的温度一致，以便于减少测量时的误差，通过水平调节机构8调节测量箱1的水平，确保斜测管202与水平面的夹角数据准确以及直测管203的垂直摆放，进一步减少测量误差，通过真空腔5形成保温腔，减少外部环境对测量箱1内部温度的影响，确保实验测量过程中温度恒定，提高测量精度，使的测量数据更加精确。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种油品粘度智能检测装置，其特征在于：包括测量箱(1)，所述测量箱(1)上穿插有测量管(2)，所述测量箱(1)的内底壁固定安装有搅拌装置(3)，所述测量箱(1)的内部固定安装有加热棒(4)，所述测量箱(1)的内壁开设有真空腔(5)，所述测量箱(1)的内部填充有换热水，所述测量箱(1)的内部固定安装有两组测量装置(7)，所述测量箱(1)的底部固定安装有水平调节机构(8)，所述测量箱(1)的内部固定安装有温度感应器(12)，所述测量箱(1)的顶部固定安装有中央处理器(13)与显示器(14)，两组所述测量装置(7)与温度感应器(12)的输出端均与中央处理器(13)的输入端电性连接，所述中央处理器(13)的输出端与显示器(14)的输入端电性连接；

所述测量管(2)包含有放置管(201)，所述放置管(201)穿插于测量箱(1)的顶部并与其固定连接，所述放置管(201)的底部一体成型有斜测管(202)，所述斜测管(202)远离放置管(201)的一端一体成型有直测管(203)，所述直测管(203)的底部插接有密封塞(204)，所述放置管(201)上插接有承接装置(6)，所述放置管(201)放置有钢球(9)；

两组所述测量装置(7)均包含有两个红外发射器(701)以及两个与红外发射器(701)相对应的红外接收器(702)，四个所述红外发射器(701)与四个红外接收器(702)分别位于斜测管(202)与直测管(203)的两侧，四个所述红外发射器(701)与四个红外接收器(702)一一对应。

2.根据权利要求1所述的一种油品粘度智能检测装置，其特征在于：所述水平调节机构(8)包含有收纳管(801)，所述收纳管(801)固定连接于测量箱(1)的底部，所述收纳管(801)的内部螺纹连接有调节杆(802)，所述调节杆(802)的底端延伸至收纳管(801)的底部并转动连接有支撑垫(803)。

3.根据权利要求1所述的一种油品粘度智能检测装置，其特征在于：所述承接装置(6)包含有盖垫(601)，所述盖垫(601)插接于放置管(201)的顶部，所述盖垫(601)上穿插有与其滑动连接的挡杆(602)，所述挡杆(602)的底端延伸至放置管(201)的内部并与放置管(201)的内壁接触，所述钢球(9)与放置管(201)接触。

4.根据权利要求1所述的一种油品粘度智能检测装置，其特征在于：所述直测管(203)的内侧固定连接有限位环(10)，所述限位环(10)的内径大于钢球(9)的直径。

5.根据权利要求2所述的一种油品粘度智能检测装置，其特征在于：所述放置管(201)内部固定连接有换热块(11)，所述钢球(9)位于换热块(11)上并与换热块(11)的内壁接触，所述换热块(11)位于挡杆(602)的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种油品粘度智能检测装置，其特征在于：所述搅拌装置(3)包含有伺服马达(301)，所述伺服马达(301)固定安装于测量箱(1)的内底壁，所述伺服马达(301)的输出轴固定连接有搅拌杆(302)。

7.一种油品粘度智能检测方法，其特征在于：将油品从测量管(2)上方开口倒入，直至油品液面到放置管(201)与斜测管(202)的连接处，通然后将承接装置(6)与钢球(9)放置在放置管(201)的内部，加热棒(4)与搅拌装置(3)通电工作，对换热水进行加热到一定温度，并让测量箱(1)的内部所有换热水温度均匀恒定，通过测量管(2)对其内部的油品以及钢球(9)进行加热一段时间，使的油品与钢球(9)在测量前的温度一致，然后通过向上抽动挡杆(602)，使钢球(9)落入斜测管(202)的内部，钢球(9)经过第一组红外发射器(701)与红外接收器(702)之间的时间记录为t₁，经过第二组红外发射器(701)与红外接收器(702)的时间为t₂，将数据导入中央处理器(13)进行数据整理计算得到初步粘度值，当钢球(9)进入直测管(203)时，经过第三组红外发射器(701)与红外接收器(702)的时间为t₃，经过第四组红外发射器(701)与红外接收器(702)的时间为t₄，将数据导入中央处理器(13)进行数据整理计算得到第二粘度值。

8.根据权利要求7所述的一种油品粘度智能检测方法，其特征在于：第一组所述红外发射器(701)与红外接收器(702)与放置管(201)和斜测管(202)的连接处间距大于五厘米，第二组所述红外发射器(701)与红外接收器(702)与斜测管(202)和直测管(203)的连接处间距大于五厘米，第三组所述红外发射器(701)与红外接收器(702)与斜测管(202)和直测管(203)的连接处间距大于五厘米，第四组所述红外发射器(701)与红外接收器(702)与直测管(203)底部的距离大于五厘米。

9.根据权利要求7所述的一种油品粘度智能检测方法，其特征在于：所述钢球(9)的直径为1-4毫米，所述斜测管(202)和直测管(203)直径为2-8毫米，所述换热水的加热范围为40-60度。

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