在上一篇文《虹科小課堂|密度測(cè)量，你了解多少？》中，小編帶大家認(rèn)識(shí)了關(guān)于流體密度測(cè)量的幾種方法。而粘度作為流體另外一個(gè)重要指標(biāo)，又是如何測(cè)定的呢？閱讀本文，學(xué)習(xí)干貨，為你迅速揭秘 ~

01

流體粘度的概念與測(cè)量方法

什么是粘度

粘度是表示流體在流動(dòng)時(shí)，流體內(nèi)部發(fā)生內(nèi)摩擦的物理量，是流體反抗形變的能力。

物理定義

國(guó)標(biāo)中對(duì)粘度的定義：??在兩個(gè)平行平面間受剪切的流體，單位接觸表面積上法向梯度為1時(shí)，由于流體粘性所引起的內(nèi)摩擦力或剪切力的大小稱為粘度。非牛頓流體在某一剪切速率下的粘度稱為在該剪切速率下的表觀粘度。百度百科對(duì)粘度的定義：是物質(zhì)的一種物理化學(xué)性質(zhì)，定義為一對(duì)平行板，面積為A，相距dr，板間充以某液體；今對(duì)上板施加一推力F，使其產(chǎn)生一速度變化度所需的力。即：η=（F/A）/（du/dr）=τ/r′，其中T為剪切應(yīng)力，r′為剪切速率（速度梯形）?

粘度的影響因素

根據(jù)流體性質(zhì)的不同，流體可分為牛頓流體和非牛頓流體。牛頓流體的粘度只與溫度有關(guān)，與切變速率無(wú)關(guān)，非牛頓流體的粘度與溫度（主要）、壓力等有關(guān)。并且液體的粘度隨著溫度升高而減小，氣體粘度則隨溫度升高而增大。?

粘度的分類

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①動(dòng)力粘度，又稱為動(dòng)態(tài)粘度、絕對(duì)粘度和簡(jiǎn)單粘度，是度量流體粘度大小的常用物理量，常記為μ或η，單位為Pa·s（即kg/(m·s)），常用非法定計(jì)量單位1厘泊（cp或cps）=1mpa·s

② 運(yùn)動(dòng)粘度，是流體的動(dòng)力粘度與同溫度下該流體密度ρ之比，記為v，單位 為m2/s

動(dòng)力粘度與運(yùn)動(dòng)粘度的關(guān)系：

③恩氏粘度，全稱“恩格勒黏度”或“恩格爾粘度”，亦稱“相對(duì)粘度”、“條件粘度”。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度(如：50℃、80℃、100℃)下，從恩氏粘度計(jì)流出200毫升試樣所需的時(shí)間與蒸餾水在20℃流出相同體積所需要的時(shí)間(秒)之比。單位為：°E（量綱為1），恩氏粘度可以與運(yùn)動(dòng)粘度之間進(jìn)行換算，即：

牛頓流體的常用粘度測(cè)量方法：

①毛細(xì)管法（泊肅葉法）

適用性：適用于實(shí)驗(yàn)室取樣測(cè)量105mm2/s以下的運(yùn)動(dòng)粘度。

測(cè)量原理：通過(guò)測(cè)量一定體積的流體在重力作用下，以勻速層流狀態(tài)流經(jīng)毛細(xì)管所需的時(shí)間，從而求得運(yùn)動(dòng)粘度。

毛細(xì)管粘度計(jì)類型：平氏粘度計(jì)，芬氏粘度計(jì)，烏氏粘度計(jì)，逆流粘度計(jì)。

② 落球法

適用性：適用于實(shí)驗(yàn)室取樣測(cè)量，量程較寬，特別適合高粘度試樣在低剪切速率下的粘度測(cè)量

測(cè)量原理：落球法有直落式和滾落式兩種方法，直落式是通過(guò)測(cè)量球在液體中自由下落一定距離所需的時(shí)間，從而求動(dòng)力粘度，滾落式是通過(guò)測(cè)量固體球在充滿試樣的傾斜管子中沿管壁滾落，下落一定距離所需的時(shí)間從而計(jì)算濃度。

③旋轉(zhuǎn)法（轉(zhuǎn)筒法）

適用性：本方法測(cè)量范圍寬，適用于實(shí)驗(yàn)室取樣測(cè)量。

測(cè)量原理：使圓筒（圓錐）在流體中旋轉(zhuǎn)或圓筒（圓錐）靜止而停周圍的流體旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，流體的粘性扭矩將作用于圓筒（圓錐），根據(jù)球體的動(dòng)力粘度和扭矩的關(guān)系，可以求得流體的動(dòng)力粘度

④振動(dòng)法（阻尼法）

適用性：適用于實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)過(guò)程測(cè)量1000mPa·s以下的粘度

測(cè)量原理：用一定強(qiáng)度的磁脈沖激勵(lì)測(cè)頭使振動(dòng)體振動(dòng)，振動(dòng)體置于被測(cè)流體中，受流體粘性阻力作用振動(dòng)將衰減，根據(jù)其衰減系數(shù)與流體的動(dòng)力粘度和密度的關(guān)系可得到該被測(cè)流體的動(dòng)力粘度。

02

流體粘度傳感器的常見參數(shù)：

以虹科的一款粘度傳感器為例——虹科truedyne VLO-M1粘度傳感器，其傳 感器的參數(shù)如下:

圖1：虹科truedyne VLO-M1粘度傳感器

測(cè)量允許介質(zhì)：無(wú)顆粒（<30μm）碳?xì)浠衔?，如汽油E5/E10/E85，柴油B7/B10/XTL，M100（甲醇），異丙醇等。

測(cè)量精度：±[0.2mPa·s + 5%測(cè)量值]

重復(fù)性：±0.1 mPa·s

測(cè)量范圍：0~5 Pa·s或0~50 Pa·s

允許的介質(zhì)和環(huán)境溫度：-20~+60℃

允許的流量范圍：0~10 L/h

允許的壓力范圍：0~20bar

尺寸：80 x 30 x 15 mm3

質(zhì)量：<150g

此外該傳感器還能測(cè)量密度，以及由粘度和密度衍生出的平均密度、濃度等參數(shù)

03

流體粘度傳感器的常見應(yīng)用：

粘性，是流體的基本特征，流體粘度傳感器的最常見應(yīng)用，是對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)產(chǎn)品對(duì)粘度的不同相關(guān)監(jiān)測(cè)需求可分為以下三類

產(chǎn)品的品質(zhì)直接與其粘度相關(guān)：如油墨的穩(wěn)定性、瀝青的品質(zhì)分級(jí)、食品（巧克力、米粉等）的口感等，這些產(chǎn)品的最終質(zhì)量直接與其粘度相關(guān)。

產(chǎn)品工藝的品控與粘度相關(guān)：如聚合物（化纖、樹脂等）的合成反應(yīng)終點(diǎn)判定、陶瓷漿的配料準(zhǔn)確性等，這些產(chǎn)品的生成工藝與粘度相關(guān)，需要粘度對(duì)產(chǎn)品工藝進(jìn)行品控。

工程設(shè)計(jì)或控制需要粘度指標(biāo)：如管道的設(shè)計(jì)、燃料的燃燒效率、輸送過(guò)程的監(jiān)測(cè)和控制等。都需要測(cè)量粘度以達(dá)到最佳或最經(jīng)濟(jì)的效果。