[发明专利]用于流变测量的探针装置和方法

权利要求书

1.一种用于测量流体的流变参数的装置，其特征在于，所述装置包括：

探针(21，21’，21”)，磁体(17)固定到所述探针，其中，所述探针配置为部分地或完全地浸没在样品阱(11)内的要被测量的流体(22)中；

外部磁场产生器件(12a–d，12”)，用于产生外部磁场；

线圈驱动器件(13，13’，13”)和控制器件(15)，用于在所述磁场产生器件(12a–d，12”)内馈送并测量电流；

磁场角度传感器(18，18’，18”)，用于感测所述探针(21，21’，21”)的作为时间的函数的角度方向；其中

所述外部磁场的方向配置为通过所述磁场产生器件(12a–d，12”)即时地改变，所述磁场产生器件与所述探针(21，21’，21”)的惯性和所述流体的性质相耦合，导致所述探针在所述流体(22)内的振荡运动；并且

所述控制器件(15)配置为基于所述探针(21，21’，21”)的作为时间的函数的角度方向来计算所述流体(22)的至少一个流变参数。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外部磁场产生器件(12a–d，12”)包括围绕单个样品阱或样品阱(11)的阵列定位的两对正交放置的线圈。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述流变参数包括粘度、弹性和粘弹性的定量值。

4.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述探针(21，21’，21”)由塑料制成，磁体固定到所述塑料探针。

5.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述探针(21，21’，21”)包括围绕所述磁体(17)缠绕的塑料部。

6.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述探针(21，21’，21”)的形状包括以下中的一个：平行的圆形互连盘或板、板或板-板结构、圆柱形或椭圆形的杆、丸状元件、搅拌棒、锥形圆锥、包括至少一个叶片的结构、包括圆柱体或若干同心圆柱体的结构、具有杯和摆锤的结构、包括圆锥和板的结构、或库埃特型结构。

7.如权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制器件(15)在流变参数的计算中应用改进的Kelvin-Voigt模型或者改进的Jeffreys模型，其中，也考虑了振荡中存在的摩擦。

8.如权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括可旋转的盘形测试板，样品阱(11)组放置在所述盘形测试板中，且在所述盘形测试板中，所述测量被布置为所述样品阱组的顺序测量。

9.如权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括样品阱的平面阵列，每个样品阱包括探针(21’)，且所述装置还包括印刷电路板，所述印刷电路板包括磁场角度传感器(18’)的阵列。

10.如权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于由探针(21”)和磁场角度传感器(18”)组成的每个对的单独的外部磁场产生器件(12”)。

11.如权利要求1-10中任一项所述的装置，其特征在于，所述探针(21，21’，21”)是气密密封的，或者包括所述探针的样品阱(11)是气密密封的。

12.一种用于测量流体的流变参数的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将探针(21，21’，21”)部分地或完全地浸没在样品阱(11)内的要被测量的流体(22)中，磁体(17)固定到所述探针；

通过外部磁场产生器件(12a–d，12”)形成外部磁场；

通过线圈驱动器件(13，13’，13”)和控制器件(15)在所述磁场产生器件(12a–d，12”)内馈送并测量电流；

通过磁场角度传感器(18，18’，18”)感测所述探针(21，21’，21”)的作为时间的函数的角度方向；

通过所述磁场产生器件(12a–d，12”)即时地改变所述外部磁场的方向，所述磁场产生器件与所述探针(21，21’，21”)的惯性和所述流体的性质相耦合，导致所述探针在所述流体(22)内的振荡运动；以及

–基于所述探针(21，21’，21”)的作为时间的函数的角度方向通过所述控制器件(15)来计算所述流体(22)的至少一个流变参数。