浅析如何使用金属管转子流量计对流体进行测量

　　【导读】：测量不同类型的流体系统的流变特性对于确定不同情况下的系统特性至关重要，这些特性可以使工程师充分了解流体的流动特性。用于牛顿流体的方法很多，但是对于非牛顿流体只有少数几种方法。在本文中，我们将研究一种可用于两种类型的流体系统的技术，即通过使用金属管转子流量计。......

　　测量不同类型的流体系统的流变特性对于确定不同情况下的系统特性至关重要，这些特性可以使工程师充分了解流体的流动特性。用于牛顿流体的方法很多，但是对于非牛顿流体只有少数几种方法。在本文中，我们将研究一种可用于两种类型的流体系统的技术，即通过使用金属管转子流量计。

　　流体的流变特性很重要，因为它们决定了流体的流动方式及其某些特征。由于流变学是与液体如何流动有关的领域，因此流体的粘度在流体所具有的流变性质中起着重要的作用。在许多情况下，这是要测量的。

　　尽管有许多方法可以单独确定流体的粘度，但流变学要比确定流体粘度大，并且还可以用于确定非牛顿液体的特性。这扩展到包括功能更像流体的系统，例如乳液，油漆，溶剂和油，这些系统具有实际用途。

　　对于许多基于牛顿的流体，粘度是主要的可测量特性，可以简单地使用粘度计进行测量。对于非牛顿液体，标准选择已成为可以实时测量流变特性的不同类型的金属管转子流量计。

　　除了粘度，这些金属管转子流量计还可以测量与剪切速率有关的粘度（即，剪切增稠），剪切稀化特性，振荡变形和流体的剪切模量。在许多情况下，流体的性质取决于在“传感表面”上通过的流体，因此许多用于研究流体流变性质的金属管转子流量计都是在线（或同相）金属管转子流量计。在这里，我们将介绍几种类型。

　　电化学流量计

　　今天发现了各种电化学流量计，其中一些使用电阻原理，而另一些应用电磁原理。

　　非常好种是电阻流变仪，是一种在线金属管转子流量计（如果流体在管道中，则为管道内金属管转子流量计）。这些类型的金属管转子流量计使流体的波动相互关联，并且使用断层扫描金属管转子流量计和被划分为像素化区域的管道区域来计算流体的径向速度分布和其他流变数据。牛顿流体和非牛顿流体都可以与这种类型的金属管转子流量计一起使用，并且众所周知，它们都具有很高的精度。该技术还可以提供有关局部和完整系统混合行为的信息。

　　第二种方法是通过将传统的电磁粘度计与压差流量计相结合来构造流体过程粘度计。这是一种非侵入性金属管转子流量计系统，能够获取速度曲线和流体粘度。该系统利用具有在空间上变化的幅度的外部磁场。因此，当流体流过磁场时，设备中的电压会根据流体流的形状而变化，这可用于确定流体的流动性和流变特性。

　　金属管转子流量计

　　可以使用很多不同的金属管转子流量计，由于它们在低粘度下具有高灵敏度，可以做得很小并且可以与自动化和在线数据系统结合使用，因此它们已成为近年来的替代选择。 。一些更常见的金属管转子流量计是板式谐振器和金属弹簧板式谐振器。

　　非常好种是平板谐振器，它高度依赖于引起谐振器变化的流动特性。因此，这些设备比某些其他类型的金属管转子流量计更重要，因为与流体的剪切波穿透深度相比，这些设备的尺寸较大。考虑到它们的大小，它们并不总是非常实用的选择。

　　第二种是金属弹簧板谐振器，通常由悬挂在类似于弹簧的结构上的敏感组件组成，该结构附着在印刷电路板（PCB）上。这些金属管转子流量计利用一个yongjiu磁场，该磁场使电流平面内施加到液体流动的地方。由于这些金属管转子流量计使用高压，因此可以在不同端子之间进行测量。至于测量本身，当流体通过磁场时，它改变了磁场的共振频率，该共振频率被快速测量并可以用来确定流体的特性。

　　基于MEMS的金属管转子流量计

　　流体流变金属管转子流量计的发展领域是微机电系统，也称为MEMS。各种类型的基于MEMS的设备都可以用作测量流体流变特性的金属管转子流量计，但我们将研究这些MEMS设备如何工作的一般机制。

　　通常，MEMS装置采用振动悬臂-就像在AFM机器中可以找到的那样-并将该悬臂浸入待分析的流体中。当流体流过悬臂时，由于剪切力和来自流体的压力，它会向悬臂施加流体动力。悬臂在这些力作用下加速的程度以及随后发生的位移被用来确定流体的流变性。