振动弦法高温粘度计

针对于高压以及高低温宽广范围内的流体粘度高精度测量，西安夏溪电子科技有限公司自主开发研制了VM 4000系列粘度计。VM 4000系列粘度计基于目前国际流体粘度研究领域广泛应用的振动弦法，可以实现0.1~15MPa、-30~100度范围内（其他温度、压力范围可定制）的流体粘度的高精度测量（粘度测量准确度2%，密度测量准确度0.5%），整个测量过程不需要流体流动，并同时可实现粘度、密度的同时测量，结合自动进样系统、自动化数据采集和处理软件，极大的降低了对于操作人员的技术要求。

测量方法

      测量粘度的方法很多，如毛细管法、落体法、旋转法、振动法等。在众多的测量方法中，振动弦方法因为结构简单、适用于宽广的粘度、温度、压力范围而备受研究人员的广泛关注。在最初提出时，振动弦方法的测量精度并不是很高，但由于其机械结构简单、样品用量少，特别适合高压和低温下其他方法不能测量的场合，特别是如果设计得当还可以同时获得被测流体的密度和粘度，因此近二三十年来受到越来越多的关注和研究；随着研究的深入和电子技术的发展，到目前为止，无论是理论模型、影响因素分析还是实验装置系统，振动弦方法都得到飞速的进步，其测量准确度得到很大的提升，应用领域得到快速扩展，同时成为IATP（International Association for Transport Properties）建立高粘度标准物质的首选测量方法。

      振动弦粘度计以固体的振动特性（含有液体，或者周围包围有液体）来获得流体粘度和密度，由于这种方法不需要流体的整体运动，因而可以使得结构设计的很紧凑，且其由于粘性耗散产生的热量很小。这种方法只需要测量质量、长度和时间这几个基本物理量，因此可以获得很高的测量精度。

      相比于其他方法，振动弦法具有一些特别的优势，因而受到国际流体粘度研究领域的普遍关注，比如：

      ★  振动弦的传感器部分拥有一系列严谨的工作方程，以及有明确含义的物理参数；

      ★  由于传感器的几何结构简单，可以避免了进行任何关于温度和压力的标定；

      ★  振动弦实验装置不受表面张力和界面张力的影响，而这些影响在毛细管设备中非常常见；

      ★  振动弦系统在其可以应用的测量范围内，均可以避免逐级标定；

      ★  由于测量量基本为电测量，理论上振动弦法可以实现全自动化测量；

      ★  理论上可以实现绝对测量，不需要任何标定（已经有实验室实现）。

测量原理

      振动弦理论的基本模型是一根无线长圆截面的丝在无限大流体中做横向振动，丝的运动与流体的密度和粘度有关。振动弦的振动通过电磁感应实现，将金属丝放置在磁场中，给金属丝通入正弦电流，在磁场的作用下金属丝会做横向振动，在磁场中振动的金属丝又会产生感应电压，产生的感应电压和金属丝的振动速度相对应，通过测量振动丝的振动信号，利用非线性回归将共振曲线拟合成幅值和相位的表达式，就可以得到流体的粘度和密度值。

      振动弦测量最重要的部分是振动弦传感器，包括振动丝与上下夹具。振动丝的固定方式有三种。第一种是两端固定，这种方式只能用来测量粘度；第二种是一端固定，另一端悬挂重物，可以同时测量粘度和密度；第三种也是一端固定，另一端悬挂重物，但悬挂的是两个重物，用一个平衡装置连接，用来消除浮力大小对丝张力的改变，这种方式保证了丝所承受的张力不变，同样也只能测量粘度。