一、 概述：  

       目前，外很多廠家根據不同的在線粘度測量對象研究了許多不同的測量方法，現在比較常用的是力學法測量，力學粘度測量方法主要有，毛細管法、旋轉法、落球法、振動法。近還出現許多針對特殊被測流體和特殊測量要求的粘度測量技術。 

（1）毛細管法流體流經細管的流量與細管半徑的四次方成正比，而與流體的粘度成反比，因此，通過測量小細管內部流體流量和管徑的大小，就可以通過一定的關系得出流體的粘度。 毛細管測量法必須滿足如下條件，1.細管中流體的流動狀態必須為層流狀態，即為平行線狀流動2.毛細管為足夠長的直管并且管徑均勻一致3.流體的體積不隨環境壓力的變化而變化4.附著在毛細管壁的流體不存在滑動現象5.流體為牛頓流體并且流速均勻一致。 由于毛細管測量法受上述條件的影響因此測量過程中容易出現毛細管被大顆粒堵塞的情況，而且要求流體為穩定流動，同時，毛細管測量法在高溫環境下無法使用。 

（2）旋轉法

旋轉法的主要原理是將進入待測流體中的物體旋轉，或者是維持物體靜止而使物體周圍的流體作旋轉流動時，由于存在剪應力作用，這些流體中的物體將會受到粘性力矩的作用。假若保證旋轉等條件相同，此時粘性力矩的大小將隨著流體的粘度的變化而變化，通過測量粘性力矩的大小，即可按照一定的關系求出流體的粘度。 由于旋轉法的操作方式簡單，適用面廣，因此在我國應用十分廣泛。但是旋轉法精度較低，對流體以及周圍測量環境要求較高。

（3）落球法 假如一個小球在流體中運動滿足如下基本條件1.流體為牛頓流體2.球為剛性球3.小球的運動速度很緩慢并且為勻速運動，則此時剛性小球在粘性流體中運動所受到的粘性力與小球的速度以及流體的粘性有關。由小球的各項參數以及下落的距離和時間就能求出流體的粘度。落球法一般只適用于粘度較大并且較為透明的流體，適用范圍較窄，不適合道路瀝青粘度的在線測量。

（4）振動法 振動法的原理是物體在流體中做扭轉運動時，由于會受到流體粘性阻尼的作用，物體的振幅會衰減，補充由于流體粘性阻尼而損失的能量，使物體的振幅維持在與流

體作用之前的狀態，則這部分補充的能量與流體的粘度和密度有關。測量出這部分補充的能

量，則可以按照一定的關系求出流體的粘度。用振動法測量流體粘度，響應速度很快，對安

裝以及測量環境的要求很低，即便在某些很苛刻的環境下也能得到所需要的測量精度適用面

廣，可靠性強，在高溫高壓下也能正常工作。

二、 粘度應用：  

       對于粘性，人們很容易從諸如漿糊、膠水、油漆、蜂蜜、奶油、面糊這些熟悉的粘性液體感知，其實一切流體(包括水、酒精、血液、潤滑油、瀝青、面團、膏劑、化妝品、熔化或軟化的塑料、橡膠、玻璃、金屬甚至氣體等)都具有粘性，因為粘性是流體的基本特性，也就是說，凡是流體都具有粘性。粘性是流體的內摩擦，是流體反抗形變(流動是形變的形式之一)的特性。粘度是粘性的程度，是內摩擦力或流動阻力的度量。 一、粘度測量的應用 流體的粘性有時會給生活帶來不便，給生產帶來麻煩。例如把原油從油田輸送到千里之遙的港口、基地、煉油廠，如果原油粘度太大，輸送就很困難，要費很大的動力。但人們也利用流體的粘性應用于生產，例如將具有合適粘度的潤滑油加進機器的轉動部件之間，將固體之間大的干摩擦變成液體內部很小的內摩擦，使機器得以運轉自如。修理自行車滾珠軸承時，要加粘稠的黃油，就是利用潤滑脂靜止時為固態，運動時為液態的特殊粘塑性能，將其置于敞開狀態的軸承中，作為特定場合下的潤滑劑等。粘度及其測量與人們生活、工農業生產及科學研究密切相關。特別在石油、化工、輕工、建材、煤炭、冶金、交通、國防、航天等國民經濟各領域有廣泛應用。 建材、冶金工業中，粘度也是高溫熔體的重要物理特性及工藝參數。不同工藝條件下的玻璃粘度如果不合適，吹制出的顯像管及玻璃儀器就會出現扭紋、氣泡等不均勻的劣質品；采用液態排渣法的發電廠需要測定熔融狀態下煤渣粘度以達到順利排渣，金屬冶煉時熔體的粘度只有達到恰當值，金屬與礦渣才能徹底分離，既保證金屬質量又能節省能源。 粘度又是石油化工產品的重要質量指標。各種石油產品的規格按粘度來分類，并以它來檢查產品的合格率。因為石油產品的粘度在許多場合至關重要，如潤滑油及潤滑脂的粘度關系工作零件的磨損、發動機的靈活啟動，如果粘度不合適，輕則機器不能正常運行、損壞機器，重則釀成嚴重事故，如交通事故、飛行事故等。煤油、柴油等各種燃料要有合適的粘度才能在霧化器中得到充分霧化，達到的燃燒效果，能源得到充分利用；瀝青要求具有使道路及建筑物易于施工，又要保證施工質量的粘度。

n 石油類：石化產品，油氣生產，油品輸送，瀝青，泥漿淤泥，燃料油，聚合物驅

n 化工類：聚合物，樹脂 ， 溶劑，油墨顏料，潤滑劑，膠粘劑，

n 建材類：油漆 ，陶瓷，涂料，玻璃工業 

n 食品類：發酵產品，蜜餞糖果糖漿，食品加工 ，乳液，果汁果茶

n 造紙類：淀粉制膠

n 冶金類：礦物加工

n 水利：水處理 

n 電力工業

n 制藥工業  

三、 在線粘度計和實驗室比較

       早期由于環境及設備問題，對于粘度的測量，皆采取現場取樣方式，在經由實驗室化驗、測試粘度值，所測得粘度值再經由實驗室回饋給現場人員，以做為現場調整質量的依據，如此一來、一往的時間等待，往往影響產品產量，更有甚者，實驗室測得的粘度，一般皆為產品在無干擾及安定的條件下測得，其情況非現場生產狀況的環境下，如溫度、壓力、流速、流體顆粒、攪拌速度…等復雜因素所測得的真實粘度值。以致于利用實驗室粘度值來做為產品質量控制依據，易產生下列的缺點：

² 回饋時長

² 粘度值非生產狀況粘度值

² 產品質量不穩定

² 浪費人力資源

² 單點粘度測量，較不具代表性

有鑒于此，目前歐、美、日等，對于實際工程和工業生產中，皆采取使用在線粘度計來直接監控產品粘度，通過在線測量過程中的液體粘度，可以得到液體流變行為的數據變化，對于預測產品工藝過程的控制，如反應時間及產品質量，有著重要的指導價值。所以安裝有特點的在線粘度計，可以達到以下的優點：

² 提升產品質量

² 減少人力浪費，節省成本

² 不易產生次級不良品

² 可快速回收設備成本

² 提升公司

1、            實驗室粘度和在線粘度計測量粘度對比圖

圖一

圖二

四、 振動在線測粘度原理

當圓筒、球、圓環等物體在流體中作自由旋轉振動時，其振幅將受粘性力矩的作用而衰減，衰減系數與流體粘度有關，選流體振動體為筒體，粘度的計算公式為:

μ=f/4πh/(1/R₁² -1/R₂²),其中，

μ：流體粘度

f：流體力阻

h：圓筒的高度

R₁：圓筒的外徑

R₂：圓筒的內徑

對儀器上述公式可簡化為：μ=λδ

λ：儀器系數，由標定液得出

δ：振動衰減系數

ND利用電磁振蕩波形衰減法測試粘度，原始信號正比于λδ。通過微處理器計算后輸出線性信號。

ND是一套的流程粘度計，幾乎能適用于任何液體和量程

ND一般用SS316不銹鋼制作，也可以選用特殊材料。有適用于不同壓力溫度范圍的設計。也可以提供從罐中或管道中抽出的結構。

ND系列粘度計能滿足各種在線粘度測試的要求。可用于牛頓和非牛頓流體。在

非牛頓流體中精度會有所下降，但仍能保持很高的重復精度，一致地反映生產過程粘度變化。

牛頓流體（觸變性）流變曲線

非牛頓流體（觸變性）流變曲線圖：     

由上圖可看出，在低剪切率下粘度值斜率越大，越容易體現粘度的變化區間，而在高剪切率下則粘度測量值變化較大，即斜率變化大。振動式測量在線粘度計可以參考實驗粘度計標準下物料粘度值作比對，由此得出的數據，在其他工藝條件發生變化時物料的粘度值變化時，能準確的反映出粘度來。 以保證穩定的測量。

五．技術參數：

粘度范圍： 0—1,000,000,000 cP

度： ±0.5%

重復性： ±1%

溫度測量范圍：0-300℃

溫度精度：0.5%

傳感器壓力范圍：<6.4mpa

（6.4mpa以上定做）

傳感器耐溫范圍<450℃

信號響應時間：5s

材料： 316 不銹鋼(標配);

可選其他材料

處理： 標準:高度磨光

加鐵氟龍涂層

 環境級別：IP68

電源： 24V DC

      輸出：粘度4~20 mADC

溫度4~20 mADC

Modbus

防護級別：IP67

防爆標準：ExdIIBT4

標定：標準樣品液

粘度單位：任意設定

連接：法蘭DN4.0,PN4.0,

螺紋連接M50*2

用戶任選

法蘭標準：HG20592

現場粘度傳感器通訊接口：RS232/RS485

網絡終端通訊接口：以太網

粘度曲線修正

溫度矯正

粘度溫度曲線顯示

顯示方式：彩色液晶觸摸屏7""

顯示范圍：0~9999(粘度、溫度)

顯示單位：任選

歷史數據記錄，時間間隔任意設定

顯示方式：彩色液晶觸摸屏7""

顯示范圍：0~9999(粘度、溫度)

顯示單位：任選

 實驗室測試數據設定

實驗室測試數據和實時對照

數據存儲：20個月

數據存取：以太網

安裝方式：壁掛，盤裝

機箱尺寸：400mm*300*200mm

六、選型：

現場變送單元可以成為產品使用，4線制，其中兩芯為電源線，兩芯為4~20 mADC, MODBUS協議信號線，信號是經過線性化處理的標準信號，可直接和PLC系統，DCS系統連接對裝置粘度檢測與控制。用戶在實際應用中需要修正時，可用MODBUS協議連接器修正，也可以由生產廠家進行修正。

在沒有測控系統情況下，公司可提供一臺數碼顯示表和現場變送單元組成系統，供

操作人員檢測。

現場變送單元和型智能數據處理單元構成智能化多功能系統,自修正功能，數據記憶功能，以太網通訊功能。

智能數據處理單元和化驗室終端通過以太網相連，用化驗室數據指導糾正現場測量。

七、現場安裝

1儀器尺寸：

                       反應釜用在線粘度計

2、工藝安裝

直管安裝                               彎管安裝

反應釜側裝                                  反應釜頂裝、底裝