烧瓶在线粘度计是基于旋转剪切原理或振动剪切原理,在烧瓶内实时监测液体粘度的设备,核心是通过传感器直接接触物料并反馈粘度数据,无需取样即可实现连续测量。
一、核心工作原理:两种主流技术路线
1.旋转式烧瓶在线粘度计(常用)
该类型设备的核心是在烧瓶内安装一个可旋转的“转子”,通过转子与液体的相互作用计算粘度,具体流程如下:
转子浸入物料:将柱状或桨状转子固定在传感器轴上,使其直接浸没在烧瓶内的液体中。
恒定转速驱动:电机带动转子以固定速度(如10rpm、50rpm)旋转。
剪切力反馈:液体粘度越大,对转子的阻力(剪切力)就越大,这个阻力会反作用于传感器轴。
扭矩信号转化:传感器实时检测转子受到的扭矩(阻力对应的力矩),并将机械信号转化为电信号。
粘度计算输出:系统根据“粘度=扭矩/转速”的核心公式(结合转子系数、物料温度等补偿参数),自动计算出当前液体的粘度值,并实时显示或传输至控制系统。
2.振动式烧瓶在线粘度计(高精度场景)
该类型通过传感器的高频振动与液体的阻尼作用测量粘度,适用于低粘度或易挥发的烧瓶内物料:
振动探头植入:将石英晶体或金属探头(如音叉式)固定在烧瓶内,探头可产生高频微小振动(如32kHz)。
阻尼力检测:液体粘度越大,对探头振动的阻尼力(阻碍振动的力)越强,会导致探头的振动频率或振幅发生变化。
频率/振幅分析:传感器检测振动参数的变化量,将其转化为与粘度相关的电信号。
数据校准输出:通过预先校准的“粘度-振动参数”对应关系,计算出实时粘度,精度通常比旋转式更高,且对物料扰动更小。
二、关键结构与优势
1.核心组成部分
探测单元:包括转子(旋转式)或振动探头(振动式),直接与烧瓶内物料接触,是获取粘度信号的核心。
驱动与传感单元:提供旋转动力(电机)或振动激励(振荡器),同时内置扭矩传感器(旋转式)或频率传感器(振动式)。
温控与补偿单元:部分设备集成温度传感器,因为液体粘度受温度影响极大(如温度每变化1℃,粘度可能变化5%-10%),系统会根据温度数据自动校准粘度值,确保准确性。
数据输出单元:将实时粘度数据以数字形式显示,或通过RS485、4-20mA等接口传输至PLC、DCS系统,用于生产监控或自动控制。
2.适用场景与优势
适用场景:主要用于化工、医药、食品等行业的烧瓶反应过程,如聚合物合成、药物溶解、涂料制备等,需实时监测物料粘度变化以控制反应进度或产品质量。
核心优势:无需人工取样,避免取样过程中物料状态变化(如温度、挥发)导致的测量误差;可24小时连续监测,及时反馈粘度异常,减少产品报废风险。