[发明专利]一种用于高温高压的双毛细管粘度计及其测试方法

说明书

技术领域

本发明流体粘度测量技术领域，具体涉及一种用于高温高压的双毛细管粘度计及其测试方法。

背景技术

粘度是流体重要的物理性质之一，是用来表征流体粘性程度的物理量。粘度测量在石油、化工、交通、冶金、医药、食品、建材及国防等领域中发挥着重要的作用。目前粘度测量方法主要包括有毛细管法、落体法、旋转法、振动法和超声波法等。

旋转法的原理是通过测量流体作用于物体的粘性力矩或物体的转速来确定流体的粘度。由于其可以在不同的切变率下对同种材料进行测量的优点，被广泛应用于测量牛顿液体和非牛顿液体的粘度及流变特性。缺点是所需的硬件设备较多，结构复杂，价格较昂贵。

落体法的原理是利用物体在液体中下落所受到的阻力来测定流体的粘度。特点是结构简单，可较为方便的进行高粘度流体粘度的测量。缺点是只适合测量密度比较大的牛顿流体；测量不透明液体粘度时，需要用到特性的感应装置。

振动法主要包括旋转振动粘度计和振动片粘度计等类型。旋转振动粘度计从振动体的振动周期和对数衰减率求得衰减常数从而获得粘度；振动片粘度计主要通过测量薄片在流体中振动的振幅计算获得粘度的大小。一般情况下，振动法测量适用于低粘度和小量流体样品的测量。

超声波法是利用超声波在固体和液体两种介质表面发生反射，捕获反射波能量衰减特性间接获得液体粘度的方法。超声波法可以实现无损伤在线检测，具有快速、实时性好的优点。但技术要求较高，成本昂贵且发展不成熟。

毛细管法测量液体粘度是基于哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)定律，根据毛细管两端的压强差，毛细管长及毛细管内径，液体流经毛细管的体积等参数求得液体的粘度值。毛细管粘度计因其测量精度高，结构简单，成为目前液体粘度测量中应用最广的一种粘度计。毛细管法可分为绝对测量和相对测量，相对测量因其不需要对毛细管的尺寸、流量、压力各个参数进行测量，过程相对简单而得到广泛的应用研究。

多毛细管粘度测量是相对测量方法中的一种，专利1143187披露了一种两管式乌氏粘度计；专利US6745615披露了一种利用渐减的压力差在多个剪切率上测定非牛顿流体粘度的双立管/单毛细管粘度计；1390302专利CN1869642披露了一种恒压、可调速的两管式毛细管粘度计；专利US4463598披露了一种等臂桥式两毛细管粘度计；专利US7334457披露了一种回路中增添阀通过改变测量回路流动路径改进流体压差感测的多毛细管粘度测量系统及方法。现有多毛细管粘度计大都属于离线测量，不能满足不同状态参数特别是高压高温条件下流体粘度的在线测量。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于高温高压的双毛细管粘度计及其测试方法，该双毛细管粘度计测量精度高，测量方法简单。

为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是：