專利名稱：粘度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)定介質(zhì)粘度變化的傳感器，特別適用于對(duì)攪拌反應(yīng)釜中流體介質(zhì)的在線檢測(cè)。
在石油、化工、醫(yī)藥生產(chǎn)中，經(jīng)常需要檢測(cè)介質(zhì)的粘度變化情況，以判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，從而控制化學(xué)反應(yīng)過程。通常檢測(cè)介質(zhì)的粘度是采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，將被測(cè)介質(zhì)裝入旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的圓筒內(nèi)，由馬達(dá)通過彈簧帶動(dòng)圓筒內(nèi)的轉(zhuǎn)子作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于介質(zhì)粘度的影響，馬達(dá)與轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)角存在一定差值，由此來測(cè)量介質(zhì)的粘度值。使用這種常規(guī)的粘度計(jì)，需要從反應(yīng)釜中取出要檢測(cè)的介質(zhì)并裝入粘度計(jì)中，對(duì)介質(zhì)進(jìn)行加熱，測(cè)定在某溫度條件下的粘度值。檢測(cè)粘度需要一個(gè)小時(shí)左右，時(shí)間較長。對(duì)于一些特殊介質(zhì)，例如氯丁橡膠接枝反應(yīng)的液體，在如此長的時(shí)間內(nèi)，其反應(yīng)就超過終點(diǎn)，不能及時(shí)控制反應(yīng)條件而導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。對(duì)于高分子聚合物之類非牛頓型流體，在使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)粘度時(shí)，往往容易產(chǎn)生“爬桿效應(yīng)”導(dǎo)致介質(zhì)溢出，因物料不足而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。這種粘度計(jì)還不能實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)的目的，國外有采用泵將介質(zhì)連續(xù)從反應(yīng)釜中抽出，注入到旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)中進(jìn)行測(cè)量，介質(zhì)再返回到反應(yīng)釜內(nèi)。這種檢測(cè)的方法往往會(huì)因介質(zhì)堵塞測(cè)量儀器或泵及管路而不能順利進(jìn)行，特別是對(duì)高分子聚合物介質(zhì)更不容易實(shí)現(xiàn)正常檢測(cè)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種可以用于攪拌反應(yīng)釜中介質(zhì)的在線檢測(cè)粘度變化的傳感器，它不僅用于牛頓型流體介質(zhì)，對(duì)于非牛頓型流體介質(zhì)也能適用。
本實(shí)用新型粘度傳感器由擋板、傳動(dòng)桿、彈性梁、定位管、保護(hù)套和力敏元件構(gòu)成，由擋板受力引起彈性梁變形，由力敏元件輸出信號(hào)。力敏元件為應(yīng)變片或壓力傳感器。保護(hù)套為膠管或波紋管。擋板為矩形板或弓形板。本實(shí)用新型粘度傳感器固定安裝在攪拌反應(yīng)釜內(nèi)，擋板浸沒在釜內(nèi)被測(cè)介質(zhì)中，介質(zhì)經(jīng)攪拌轉(zhuǎn)動(dòng)，通過流體對(duì)擋板的作用，經(jīng)力敏元件輸出的電信號(hào)通過放大器、指示器就能反映出介質(zhì)粘度的變化。介質(zhì)的粘度發(fā)生變化時(shí)，粘度增加介質(zhì)的速度減小，作用于擋板的力隨之減小，力敏元件輸出的信號(hào)顯示的電壓值就小，反之，當(dāng)介質(zhì)的粘度小時(shí)，顯示的電壓值就大。由電壓值的變化來反映介質(zhì)粘度的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)粘度變化的檢測(cè)。


圖1是本實(shí)用新型粘度傳感器(力敏元件為應(yīng)變片時(shí))的一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型粘度傳感器(力敏元件為壓力傳感器時(shí))的一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2中A-A剖面圖。
本實(shí)用新型如圖1和圖2所示，由擋板1、傳動(dòng)桿2、彈性梁3、定位管4、保護(hù)套5和力敏元件構(gòu)成。擋板1與傳動(dòng)桿2用焊接或螺紋固定連接，傳動(dòng)桿2的上端有一圓柱體6，彈性梁3的下端與圓柱體6固定連接為一體，彈性梁3的上端通過橫梁7與定位管4固定連接在一起，彈性梁3與傳動(dòng)桿2和擋板1在同一軸線上。力敏元件可以采用如圖1所示的應(yīng)變片8，應(yīng)變片8粘貼在彈性梁3上，應(yīng)變片8可用市售的擴(kuò)散型半導(dǎo)體應(yīng)變片。力敏元件也可以采用如圖2所示的壓力傳感器9，例如用市售的GYC壓力傳感器，將壓力傳感器9粘接在彈性梁3之上，為了固定牢固，在定位管1上焊有一剛性金屬板10，壓力傳感器9粘貼在金屬板10和彈性梁3之間。保護(hù)套5的兩端分別套在圓柱體6和定位管4的外壁上。保護(hù)套4應(yīng)具有柔性，可用如圖1所示的膠管，采用氟橡膠管可以在200℃的溫度下使用，也可以用如圖2所示的波紋管，波紋管為不銹鋼波紋管時(shí)與圓柱體6和定位管4可采用焊接連接在一起，適用于大型高溫反應(yīng)釜的反應(yīng)介質(zhì)檢測(cè)。力敏元件的接線11穿過定位管4的管內(nèi)引出，再經(jīng)放大器、指示器就可以方便地用電信號(hào)顯示介質(zhì)的粘度變化情況。本實(shí)用新型通過定位管4固定在反應(yīng)釜的蓋上使用。將擋板1浸入反應(yīng)釜的介質(zhì)中，矩形板的面盡量對(duì)著流體的速度方向，弓形板的側(cè)面對(duì)著流體的速度方向，即可測(cè)得該位置介質(zhì)的粘度變化情況，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。若擋板1與傳動(dòng)桿3之間為螺紋連接時(shí)可以適當(dāng)調(diào)節(jié)擋板的插入深度或更換不同形狀尺寸的擋板以適應(yīng)不同場(chǎng)合使用的需要。擋板面積小，受到的作用力小，輸出的信號(hào)就弱，反之，擋板面積大，信號(hào)就強(qiáng)。例如擋板1采用長20mm、寬15mm的矩形板，定位管為φ10×1的金屬管，可用于實(shí)驗(yàn)室用的1000ml帶攪拌的聚合反應(yīng)釜中。擋板1也可以采用橫截面如圖3所示的弓形板，由于板面為曲面，不易產(chǎn)生“爬桿效應(yīng)”，適用于高分子聚合物之類的非牛頓型流體的粘度檢測(cè)。
氯丁二烯乳液法制氯丁膠在40℃條件下反應(yīng)，其轉(zhuǎn)化率分別在0％、65％和82％時(shí)，用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)得的粘度值分別為6cp、12cp和10cp，用本實(shí)用新型粘度傳感器測(cè)得的顯示值分別為208mv,205mv,206mv。
在氯丁膠接枝甲基丙烯酸甲酯反應(yīng)過程中，測(cè)反應(yīng)介質(zhì)的粘度，用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)得的粘度值分別為1500cp、1200cp、2200cp、4200cp，用本實(shí)用新型粘度傳感器測(cè)出對(duì)應(yīng)條件下的電信號(hào)為405mv,410mv,390mv,348mv。由此可見本實(shí)用新型粘度傳感器所測(cè)出的電信號(hào)變化與旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)出的粘度變化是一致的。使用本實(shí)用新型能在線檢測(cè)，使用方便，而且能避免“爬桿效應(yīng)”。
權(quán)利要求1.一種粘度傳感器，其特征在于由擋板、傳動(dòng)桿、彈性梁、定位管、保護(hù)套和力敏元件構(gòu)成，擋板與傳動(dòng)桿固定連接，傳動(dòng)桿的上端有一圓柱體，彈性梁的下端與圓柱體固定連接為一體，彈性梁的上端通過橫梁與定位管固定連接在一起，彈性梁與傳動(dòng)桿和擋板在同一軸線上，力敏元件粘接固定在彈性梁上，保護(hù)套的兩端分別套在圓柱體和定位管的外壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘度傳感器，其特征在于擋板為矩形板或弓形板。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種粘度傳感器由擋板、傳動(dòng)桿、彈性梁、定位管、保護(hù)套和力敏元件構(gòu)成。擋板與傳動(dòng)桿用焊接或螺紋固定連接，彈性梁的上端通過橫梁與定位管固定連接在一起，力敏元件粘接固定在彈性梁上。由擋板受力引起彈性梁變形，由力敏元件輸出信號(hào)對(duì)流體介質(zhì)進(jìn)行粘度變化的檢測(cè)。適用于帶攪拌的反應(yīng)釜中在線檢測(cè)介質(zhì)的粘度變化，它不僅可用于牛頓型流體介質(zhì)，也適用于高分子聚合物之類的非牛頓型流體介質(zhì)。
文檔編號(hào)G01N11/00GK2352951SQ9820456
公開日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1998年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月18日
發(fā)明者張集, 張銀亭 申請(qǐng)人:張銀亭