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粘度密度計 >> VM4000系列

流體的粘度，密度是流體的重要物理化學性質之一。

VM 4000系列振動弦法液體粘度密度計是公司研制出的可同時測量液體粘度和密度的高精度儀器。VM 4000系列可廣泛應用于潤滑油、冷凍機油、冷凍液、制冷劑等單組分或混合物的粘度和密度的檢測、標定、計量、科學研究等，特別適用于揮發(fā)性液體和高壓測量。
VM 4000系列振動弦法液體粘度密度計是西安夏溪電子科技有限公司研制出的可同時測量液體粘度和密度的高精度儀器，可廣泛應用于潤滑油、冷凍機油、冷凍液、制冷劑等單組分或混合物的粘度和密度的檢測、標定、計量、科學研究等，特別適用于揮發(fā)性液體和高壓測量。 
★  高準確度：可同時獲得粘度和密度值，粘度測量準確度2%，密度測量準確度0.5%；

★  測量快速：測試周期小于5分鐘；

★  可拓展應用：可配備-30~120度環(huán)境模塊，可獲得0.1~15MPa范圍內的粘溫曲線和粘壓曲線；

★  高度自動化：操作簡單，自動進樣，自動計算；

      針對于高壓以及高低溫寬廣范圍內的流體粘度高精度測量，西安夏溪電子科技有限公司自主開發(fā)研制了VM 4000系列粘度計。VM 4000系列粘度計基于目前流體粘度研究領域廣泛應用的振動弦法，可以實現(xiàn)0.1~15MPa、-30~120度范圍內（其他溫度、壓力范圍可定制）的流體粘度的高精度測量（粘度測量準確度2%，密度測量準確度0.5%），整個測量過程不需要流體流動，并同時可實現(xiàn)粘度、密度的同時測量，結合自動進樣系統(tǒng)、自動化數(shù)據采集和處理軟件，*的降低了對于操作人員的技術要求。

測量方法

      測量粘度的方法很多，如毛細管法、落體法、旋轉法、振動法等。在眾多的測量方法中，振動弦方法因為結構簡單、適用于寬廣的粘度、溫度、壓力范圍而備受研究人員的廣泛關注。在zui初提出時，振動弦方法的測量精度并不是很高，但由于其機械結構簡單、樣品用量少，特別適合高壓和低溫下其他方法不能測量的場合，特別是如果設計得當還可以同時獲得被測流體的密度和粘度，因此近二三十年來受到越來越多的關注和研究；隨著研究的深入和電子技術的發(fā)展，到目前為止，無論是理論模型、影響因素分析還是實驗裝置系統(tǒng)，振動弦方法都得到飛速的進步，其測量準確度得到很大的提升，應用領域得到快速擴展，同時成為IATP（International Association for Transport Properties）建立高粘度標準物質的*測量方法。

      振動弦粘度計以固體的振動特性（含有液體，或者周圍包圍有液體）來獲得流體粘度和密度，由于這種方法不需要流體的整體運動，因而可以使得結構設計的很緊湊，且其由于粘性耗散產生的熱量很小。這種方法只需要測量質量、長度和時間這幾個基本物理量，因此可以獲得很高的測量精度。

      相比于其他方法，振動弦法具有一些特別的優(yōu)勢，因而受到流體粘度研究領域的普遍關注，比如：

      ★  振動弦的傳感器部分擁有一系列嚴謹?shù)墓ぷ鞣匠?，以及有明確含義的物理參數(shù)；

      ★  由于傳感器的幾何結構簡單，可以避免了進行任何關于溫度和壓力的標定；

      ★  振動弦實驗裝置不受表面張力和界面張力的影響，而這些影響在毛細管設備中非常常見；

      ★  振動弦系統(tǒng)在其可以應用的測量范圍內，均可以避免逐級標定；

      ★  由于測量量基本為電測量，理論上振動弦法可以實現(xiàn)全自動化測量；

      ★  理論上可以實現(xiàn)測量，不需要任何標定（已經有實驗室實現(xiàn)）。

測量原理

      振動弦理論的基本模型是一根無線長圓截面的絲在無限大流體中做橫向振動，絲的運動與流體的密度和粘度有關。振動弦的振動通過電磁感應實現(xiàn)，將金屬絲放置在磁場中，給金屬絲通入正弦電流，在磁場的作用下金屬絲會做橫向振動，在磁場中振動的金屬絲又會產生感應電壓，產生的感應電壓和金屬絲的振動速度相對應，通過測量振動絲的振動信號，利用非線性回歸將共振曲線擬合成幅值和相位的表達式，就可以得到流體的粘度和密度值。

      振動弦測量zui重要的部分是振動弦傳感器，包括振動絲與上下夾具。振動絲的固定方式有三種。*種是兩端固定，這種方式只能用來測量粘度；第二種是一端固定，另一端懸掛重物，可以同時測量粘度和密度；第三種也是一端固定，另一端懸掛重物，但懸掛的是兩個重物，用一個平衡裝置連接，用來消除浮力大小對絲張力的改變，這種方式保證了絲所承受的張力不變，同樣也只能測量粘度。

不同的振動弦懸掛結構

測量準確

      VM 4000系列是專門針對流體粘度的高精度測量研制開發(fā)的，采用的是目前粘度測量領域中廣泛應用的振動弦(Vibrating Wire)的技術，在采用標準樣品甲苯和純水對儀器進行檢驗后，證明VM 4000系列測量粘度的準確度可達1%之內，密度的測量準確度可達0.2%，因此可以很好的保證科學研究的需求。

可同時獲得多種性質

      VM 4000系列可同時獲得高精度的密度、粘度數(shù)據，配合中溫液體環(huán)境模塊，還可以獲得-30~120度范圍內的粘度-溫度曲線；配合壓力控制模塊，可以獲得0.1~15MPa范圍內的粘度-壓力曲線，從而分別獲得被測流體的粘溫系數(shù)和粘壓系數(shù)。

適用范圍廣

      適用多種流體：可測水、乙醇等純液體，潤滑油、冷凍機油、冷凍液、制冷劑等各種有機混合流體等；

      適應場合：科研院校、檢測機構和各種企業(yè)單位質檢等。

操作簡單

      USB接口方式及簡單的軟件界面操作，整個測試周期只需要5min，使得用戶在無任何專業(yè)知識的前提下均能準確的進行操作，獲得可靠的被測流體粘度密度實驗數(shù)據，如配合自動進樣、自動控溫，可以幫助用戶更加有效的降低人力成本。

粘度和密度是物質重要的熱物理性質數(shù)據，在能源化工等領域有著重要和廣泛的應用，是科學研究和工程設計必需的基礎數(shù)據。

      VM 4000振動弦液體粘度密度計采用目前流體粘度高精度測量研究中的振動弦方法，具有測試準確度高、重復性好等優(yōu)點，更主要的是可以同時獲得被測流體的粘度和密度數(shù)據，已經廣泛用于納米流體、冷凍液、潤滑油、航空煤油、制冷劑等各種流體的粘度和密度高精度測量。更多更詳細的測量案例，請見液體粘度測量服務。

潤滑油

      機具摩擦會產生大量的熱量，引起摩擦部位溫度上升，如果長時間表面處于高溫，會導致表面物性發(fā)生較大的改變。解決機具摩擦帶來的問題，一方面要考慮潤滑油的潤滑效果，另一方面希望潤滑油能夠帶走摩擦產生的熱量。因此，研究潤滑油的熱物性具有很重要的意義。VM 4000振動弦液體粘度密度計可以研究不同添加劑、不同組分、同一組分不同溫度、不同壓力下的粘度和密度，為潤滑油的應用提供重要的指導。

納米流體

      納米流體是指把一些固體納米粉體分散到水、醇、油等傳統(tǒng)換熱流體介質中，制備成分散均勻、性質穩(wěn)定、高導熱系數(shù)的新型換熱介質，這是納米技術應用于熱能工程這一傳統(tǒng)領域的創(chuàng)新性的研究。納米流體已經成為材料、物理、化學、傳熱學等眾領域的研究熱點。其中納米流體的熱物性如導熱系數(shù)、粘度、比熱容的測定對于研究具有重要意義。

      VM 4000振動弦液體粘度密度計可以幫助用戶研究添加劑、基體成分、顆粒大小、添加劑濃度、溫度等各項參數(shù)對納米流體的粘度和密度的影響，使用戶在zui短的時間內掌握流體的熱物理性能，從而對納米流體的改性有更深入的研究。

其他

      VM 4000振動弦液體粘度密度計還可以廣泛用于替代燃料、替代制冷劑等流體粘度密度的高精度研究。

檢定方法

      飽和液相甲苯是被應用化學聯(lián)合會(IUPAC)*的測量液相粘度的標準物質。為了檢驗儀器的準確度及可靠性，西安夏溪電子科技有限公司利用飽和液相甲苯對儀器進行了檢驗。標定中所使用的液相甲苯是美國TEDIA公司生產的純度99.9 %。

檢定結果

      利用VM 4000系列振動弦粘度/密度計對298.15 K、0.1 MPa狀態(tài)下的甲苯進行標定，該狀態(tài)下甲苯的粘度和密度參考數(shù)據分別是ρ_ref = 862.5 kg·m⁻³，η_ref = 0.555 mPa·s，圖1為甲苯中的共振曲線及其與理論方程的偏差，結果表明共振曲線與方程吻合很好。

      下表列出了利用VM 4000系列振動弦粘度/密度計獲得的甲苯的粘度和密度測量值以及與文獻（Assael MJ, Avelino HMT, Dalaouti NK, et al. Reference Correlation for the Viscosity of Liquid Toluene from 213 to 373 K at Pressures to 250 MPa[J]. International Journal of Thermophysics, 2001, 22(3): 789-799）的比較。

表1 甲苯的粘度和密度測量結果

      圖2示出了甲苯密度實驗值與文獻值的偏差，圖3給出了甲苯黏度實驗值與文獻值的偏差。實驗結果表明振動弦粘度/密度計實驗系統(tǒng)測量結果可靠。