【導讀】：測量不同類型的流體系統(tǒng)的流變特性對于確定不同情況下的系統(tǒng)特性至關重要，這些特性可以使工程師充分了解流體的流動特性。用于牛頓流體的方法很多，但是對于非牛頓流體只有少數(shù)幾種方法。在本文中，我們將研究一種可用于兩種類型的流體系統(tǒng)的技術，即通過使用金屬管轉子流量計。......

　　測量不同類型的流體系統(tǒng)的流變特性對于確定不同情況下的系統(tǒng)特性至關重要，這些特性可以使工程師充分了解流體的流動特性。用于牛頓流體的方法很多，但是對于非牛頓流體只有少數(shù)幾種方法。在本文中，我們將研究一種可用于兩種類型的流體系統(tǒng)的技術，即通過使用金屬管轉子流量計。

　　流體的流變特性很重要，因為它們決定了流體的流動方式及其某些特征。由于流變學是與液體如何流動有關的領域，因此流體的粘度在流體所具有的流變性質(zhì)中起著重要的作用。在許多情況下，這是要測量的。

　　盡管有許多方法可以單獨確定流體的粘度，但流變學要比確定流體粘度大，并且還可以用于確定非牛頓液體的特性。這擴展到包括功能更像流體的系統(tǒng)，例如乳液，油漆，溶劑和油，這些系統(tǒng)具有實際用途。

　　對于許多基于牛頓的流體，粘度是主要的可測量特性，可以簡單地使用粘度計進行測量。對于非牛頓液體，標準選擇已成為可以實時測量流變特性的不同類型的金屬管轉子流量計。

　　除了粘度，這些金屬管轉子流量計還可以測量與剪切速率有關的粘度（即，剪切增稠），剪切稀化特性，振蕩變形和流體的剪切模量。在許多情況下，流體的性質(zhì)取決于在“傳感表面”上通過的流體，因此許多用于研究流體流變性質(zhì)的金屬管轉子流量計都是在線（或同相）金屬管轉子流量計。在這里，我們將介紹幾種類型。

　　電化學流量計

　　今天發(fā)現(xiàn)了各種電化學流量計，其中一些使用電阻原理，而另一些應用電磁原理。

　　非常好種是電阻流變儀，是一種在線金屬管轉子流量計（如果流體在管道中，則為管道內(nèi)金屬管轉子流量計）。這些類型的金屬管轉子流量計使流體的波動相互關聯(lián)，并且使用斷層掃描金屬管轉子流量計和被劃分為像素化區(qū)域的管道區(qū)域來計算流體的徑向速度分布和其他流變數(shù)據(jù)。牛頓流體和非牛頓流體都可以與這種類型的金屬管轉子流量計一起使用，并且眾所周知，它們都具有很高的精度。該技術還可以提供有關局部和完整系統(tǒng)混合行為的信息。

　　第二種方法是通過將傳統(tǒng)的電磁粘度計與壓差流量計相結合來構造流體過程粘度計。這是一種非侵入性金屬管轉子流量計系統(tǒng)，能夠獲取速度曲線和流體粘度。該系統(tǒng)利用具有在空間上變化的幅度的外部磁場。因此，當流體流過磁場時，設備中的電壓會根據(jù)流體流的形狀而變化，這可用于確定流體的流動性和流變特性。

　　金屬管轉子流量計

　　可以使用很多不同的金屬管轉子流量計，由于它們在低粘度下具有高靈敏度，可以做得很小并且可以與自動化和在線數(shù)據(jù)系統(tǒng)結合使用，因此它們已成為近年來的替代選擇。 。一些更常見的金屬管轉子流量計是板式諧振器和金屬彈簧板式諧振器。

　　非常好種是平板諧振器，它高度依賴于引起諧振器變化的流動特性。因此，這些設備比某些其他類型的金屬管轉子流量計更重要，因為與流體的剪切波穿透深度相比，這些設備的尺寸較大?？紤]到它們的大小，它們并不總是非常實用的選擇。

　　第二種是金屬彈簧板諧振器，通常由懸掛在類似于彈簧的結構上的敏感組件組成，該結構附著在印刷電路板（PCB）上。這些金屬管轉子流量計利用一個yongjiu磁場，該磁場使電流平面內(nèi)施加到液體流動的地方。由于這些金屬管轉子流量計使用高壓，因此可以在不同端子之間進行測量。至于測量本身，當流體通過磁場時，它改變了磁場的共振頻率，該共振頻率被快速測量并可以用來確定流體的特性。

　　基于MEMS的金屬管轉子流量計

　　流體流變金屬管轉子流量計的發(fā)展領域是微機電系統(tǒng)，也稱為MEMS。各種類型的基于MEMS的設備都可以用作測量流體流變特性的金屬管轉子流量計，但我們將研究這些MEMS設備如何工作的一般機制。

　　通常，MEMS裝置采用振動懸臂-就像在AFM機器中可以找到的那樣-并將該懸臂浸入待分析的流體中。當流體流過懸臂時，由于剪切力和來自流體的壓力，它會向懸臂施加流體動力。懸臂在這些力作用下加速的程度以及隨后發(fā)生的位移被用來確定流體的流變性。