申请/专利权人：株式会社LG化学

申请日：2015-12-18

公开（公告）日：2020-01-10

公开（公告）号：CN107003221B

主分类号：G01N11/10(20060101)

分类号：G01N11/10(20060101);G01F1/00(20060101)

优先权：["20141218 KR 10-2014-0183223"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.01.10#授权;2017.08.25#实质审查的生效;2017.08.01#公开

摘要：本发明涉及一种粘度测量装置。根据本发明的一个方面，提供一种粘度测量装置，包括：壳体，该壳体具有入口、出口和位于入口和出口之间的测量空间；磁体，设置在所述测量空间中；电磁体，用于使所述磁体移动；位置测量部，用于测量所述磁体的位置；流量测量部，用于测量流入所述测量空间的流体的流量；以及控制部，基于由所述电磁体产生的磁场的强度和通过所述测量空间的流体的剪切应变速率测量流体的粘度。

主权项：1.一种粘度测量装置，包括：壳体，该壳体分别具有入口、出口和位于所述入口和所述出口之间的测量空间；磁体，设置在所述测量空间中；电磁体，用于使所述磁体移动；位置测量部，用于测量所述磁体的位置；流量测量部，用于测量流入所述测量空间的流体的流量；以及控制部，基于由所述电磁体产生的磁场的强度以及通过所述测量空间的流体的剪切应变速率测量所述流体的粘度，其中，所述控制部基于所述磁体的位置和流入所述测量空间的流体的流量确定剪切应变速率，其中，所述控制部基于作用在所述磁体上的磁力与所述流体的剪切应力达到平衡的磁体的位置测量粘度。

全文数据：粘度测量装置技术领域[0001]本发明涉及一种粘度测量装置，更具体地，涉及一种能够测量流体的粘度随着剪切应变速率的改变的粘度测量装置。[0002]本发明要求基于2014年12月18日提交的韩国专利申请No.10-2014-0183223的优先权的权益，该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。背景技术[0003]通常，在以液态状态制备物质的过程中，如在聚合物制备过程中，反应器中的中间产物的粘度和反应物的粘度对控制反应转化率和产物质量来说是重要的信息。[0004]此外，聚合物溶液或悬浮液等的粘度随着作用在流体上的剪切应变速率而改变。然而，由于通常使用的在线粘度计只能测量特定剪切应变速率的粘度，因此，它们具有难以精确地测量流体的流变特性的限制。发明内容[0005]技术问题[0006]在本发明要解决的问题是提供一种粘度测量装置，其能够测量随着剪切应变速率而改变的流体的粘度。[0007]技术方案[0008]为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种粘度测量装置，包括:壳体，该壳体分别具有入口、出口和位于入口和出口之间的测量空间；磁体，设置在测量空间中；电磁体，用于使磁体移动;位置测量部，用于测量磁体的位置;流量测量部，用于测量流入测量空间的流体的流量；以及控制部，基于由电磁体所产生的磁场的强度以及通过测量空间的流体的剪切应变速率测量流体的粘度。[0009]另外，根据本发明的另一方面，提供一种粘度测量装置，包括:壳体，该壳体分别具有入口、出口和位于入口和出口之间的测量空间；磁体，设置在测量空间中；电磁体，用于使磁体向入口侧滑动移动;位置测量部，用于测量磁体的位置;流量测量部，用于测量流入测量空间的流体的流量；以及控制部，基于相关磁体的位置处通过测量空间的流体的剪切应变速率计算流体的粘度，其中，磁体在测量空间中的位置随着由电磁体所产生的磁场的强度变化而改变。[0010]另外，根据本发明的另一方面，提供一种安装在流体流入反应器或设备所通过的管道中的粘度测量装置，包括:壳体，该壳体具有测量空间，用于安装至管道上;磁体，设置在测量空间中；电磁体，用于使磁体沿着与流体的流动方向相反的方向滑动移动;位置测量部，用于测量磁体的位置;流量测量部，用于测量通过管道的流体的流量；以及控制部，通过向电磁体供给电流来产生磁场以使磁体移动、基于流体的流量和移动后的磁体的位置测量流体的剪切应变速率，以及基于磁场的强度和剪切应变速率测量流体的粘度。[0011]有益效果[0012]如上所述，本发明的一个实施方案涉及的粘度测量装置具有以下效果。[0013]可以通过改变磁场的强度来改变磁体的位置。此外，可以在磁体的位置处测量流体的粘度随着剪切应变速率的变化。因此，当改变磁场强度来测量磁体的位置时，可以测量各个流体的粘度随着不同的剪切应变速率的变化。附图说明[0014]图1是本发明的一个实施方案涉及的粘度测量装置的结构图；[0015]图2和图3是用于说明本发明的一个实施方案涉及的粘度测量装置的一个操作状态的概念图；[0016]图4是示出粘度随着磁场强度和剪切应变速率而变化的图。具体实施方式[0017]下文中，将参照附图详细描述根据本发明的一个实施方案的粘度测量装置。[0018]此外，给予相同或相应的部件以相同或相似的附图标记，其中，将省略对它们的重复说明，并且为了便于说明，所示的各个组成单元的尺寸和形状可以放大或缩小。[0019]图1是本发明的一个实施方案涉及的粘度测量装置100的结构图，图2和图3是用于说明本发明的一个实施方案涉及的粘度测量装置的一个操作状态的概念图，图4是示出粘度随着磁场强度和剪切应变速率而变化的图。[0020]本发明的一个实施方案涉及的粘度测量装置（100包括:壳体（110、磁体（130、电磁体140、位置测量部（150、流量测量部（160和控制部（170。[0021]壳体110具有入口（111和出口（112。此外，壳体110包括位于入口（111和出口（112之间的测量空间（120。此外，通过壳体（110的流体F的流动方向是从入口（111朝向出口（112的方向。[0022]另外，粘度测量装置（100可以是安装在流体流入反应器或设备所通过的管道中的粘度测量装置，例如，可以是在线粘度测量装置。此处，壳体（110安装在管道上，沿管道流动的流体依次通过入口（111、测量空间（120和出口（112。[0023]磁体（130设置在测量空间（120中。磁体（130可以由当施加磁场时能够通过磁力移动的物质形成。此外，根据需要，磁体（130可以具有各种形状。例如，磁体（130可以设置为具有圆柱形状圆柱形、多边形柱等）、球形等。[0024]另外，设置电磁体（140使得当供电时通过产生磁场使磁体（130移动。在一个实施方案中，电磁体（140可以配备有线圈。设置电磁体（140使得通过产生磁场使磁体（130向入口（111侧移动。此外，设置电磁体（140使得通过产生磁场使磁体（130向入口（111侧滑动移动。此外，设置电磁体（140使得磁体（130沿着与流体F的流动方向相反的方向滑动移动。此外，当将流体F引入到测量空间中时，通过由电磁体（140产生的磁场使磁体130沿着与流体F的流动方向相反的方向移动。[0025]另外，位置测量部（150用于测量磁体（130的位置。位置测量部（150可以使用常规的照相机或激光器组成。利用位置测量部（150，通过分别测量磁体（130的初始位置和移动后的位置，可以测量和计算磁体（130的位置改变量。此外，流量测量部（160用于测量流入测量空间（120的流体F的流量。此外，可以设置流量测量部（160来测量通过上述管道的流体的流量。[0026]设置控制部（170基于由电磁体（140产生的磁场的强度以及通过测量空间（120的流体F的剪切应变速率测量流体F的粘度。[0027]剪切应变速率是随着位置而变化的流体的速度变化率，其可以由下面的等式1表示，通常，流体的速度由V表示，距离参考点的距离由X表示。在下面的等式1中，=的左侧栏表示剪切应变速率。[0028][等式1][0030]在本发明中，剪切应变速率与流体的流量成正比，与磁体和壳体之间的距离成反比。速度V可以通过将流体的流量Q除以磁体和壳体之间的流道面积A计算，如果磁体和壳体之间的间隔由T表示，则剪切应变率可以由下面的等式2表示。在下面的等式2中，=的左侧栏表示剪切应变速率。[0031][等式2][0033]在上述等式2中，a是根据磁体和壳体的形状和尺寸的比例常数。[0034]磁体和壳体之间的间隔可以通过施加至磁体的磁场强度而改变，当施加至磁体的磁场强度相同时，磁体和壳体之间的间隔可以随着流体的粘度而改变。[0035]流体的粘度㈨是施加至流体的剪切应力⑴与剪切应变速率的比值，其可以由下面的等式3表示。[0036][等式3][0038]当剪切应变速率恒定，S卩，流量、磁体和壳体之间的间隔恒定时，施加至流体的剪切应力与施加至磁体的磁场强度成正比。因此，可以基于粘度和剪切应变速率的乘积确定磁场的强度，由此可以基于磁场的强度和剪切应变速率测量计算流体F的粘度。[0039]另外，可以设置电磁体（140使得磁体（130从测量空间（120向入口（111侧移动。此外，可以设置电磁体（140来平移移动磁体（130。为此，粘度测量装置（100可以包括设置在测量空间（120中的导引构件（180，以便引导磁体（130的平移移动。具体地，导引构件（180可以设置成围绕磁体（130的至少一部分区域，以便引导磁体（130的滑动移动。此外，导引构件（180还可以设置成朝着壳体（110的入口（111侧开启，朝着壳体（110的出口（112侧关闭。此外，导引构件（180还可以朝着壳体110的出口（112侧关闭，并且还具有不使磁体通过同时使流体通过的结构。[0040]另外，如果由导引构件（180和电磁体（140产生磁场，则磁体（130从测量空间120向入口（111侧滑动移动。此外，导引构件（180可以设置成与磁体（130的至少一部分区域接触，以便引导和支撑磁体130的滑动移动。[0041]另外，控制部（170可以基于磁体（130的位置和流入测量空间（120的流体的流量确定剪切应变速率。例如，参照图2,剪切应变速率可以与流体F的流量成正比，并且与磁体（130与测量空间（120的间隔（T成反比。此处，可以通过位置测量部（150测量磁体130和测量空间（120的间隔（T。图2表示在相对较低的剪切应变速率下磁体（130的位置，图3表示在相对较高的剪切应变速率下磁体130的位置。具体地，如果间隔T较大，当通过施加相同的磁场来移动磁体（130时，流体F的剪切应变速率降低。此外，如果间隔⑴较小，则流体F的剪切应变速率提高。简而言之，在施加相同的磁场的状态下，流体F的剪切应变越高，磁体130越能够进一步向入口（I11侧移动。[0042]另外，控制部（170可以基于磁体（130上施加的磁力与流体F的剪切应力达到平衡的磁体（130的位置测量粘度。图2和图3分别示出了作用在磁体（130上的磁力与流体F的剪切应力达到平衡的状态。更具体地，当由电磁体140产生的磁场的强度改变时，磁体（130在测量空间（120中的位置改变。此处，控制部（170基于在相关磁体（130的位置处流体F通过测量空间（120的剪切应变速率计算流体F的粘度。此外，用于测量粘度的磁体（130的位置是由磁场产生的磁力与流体F通过磁体（130和测量空间（120所需要的剪切应力达到平衡的位置。[0043]另外，控制部（170通过向电磁体（140供给电流来产生磁场，从而使磁体（130移动，基于流体F的流量和移动后的磁体（130的位置或上述间隔）来测量流体F的剪切应变速率，并且基于磁场的强度和剪切应变速率来测量计算流体的粘度。[0044]另外，测量空间（120可以包括在入口（111侧的扩展区域（121，其直径随着远离入口（111而增大。例如，参照图2和图3,扩展区域（121可以设置为具有截顶圆锥形状truncatedconicalshape〇[0045]另外，磁体（130可以设置为具有倾斜端部（131，该倾斜端部的直径随着朝向入口（111的端部靠近入口（111侧而变小。此处，扩展区域（121的倾斜表面和倾斜端部131的倾斜表面可以设置为具有相同的斜率。此外，剪切应变速率是基于倾斜端部（131的倾斜表面和扩展区域（121的倾斜表面之间的间隔（T测量的。此外，间隔（T是与磁体130的位置改变量相对应的值。[0046]如上所述，可以根据磁场强度的改变改变磁体的位置。[0047]参照图4,可以测量在磁体（130的位置处流体的粘度随着流体的剪切应变速率的变化。因此，当通过改变磁场的强度测量磁体（130的位置时，可以测量各个流体F的粘度随着不同的剪切应变速率的变化。图4的横坐标表示磁体的位置，其中，0表示磁场的初始位置，g卩，磁体在未施加磁场的状态下靠近导引构件侧的状态。此外，示出了磁体向横坐标的右侧移动至壳体的入口侧的状态。[0048]为了说明的目的，已经公开上述本发明的优选实施方案，本领域的普通技术人员可以在本发明的精神和范围内对其进行各种修改、改变和添加，这些修改、改变和添加被认为落在所附权利要求书的范围内。

权利要求：1.一种粘度测量装置，包括：壳体，该壳体分别具有入口、出口和位于所述入口和所述出口之间的测量空间；磁体，设置在所述测量空间中；电磁体，用于使所述磁体移动；位置测量部，用于测量所述磁体的位置；流量测量部，用于测量流入所述测量空间的流体的流量；以及控制部，基于由所述电磁体产生的磁场的强度以及通过所述测量空间的流体的剪切应变速率测量所述流体的粘度。2.根据权利要求1所述的粘度测量装置，其中，所述电磁体设置为使所述磁体从所述测量空间向入口侧移动。3.根据权利要求2所述的粘度测量装置，其中，所述电磁体设置为使所述磁体平移移动。4.根据权利要求3所述的粘度测量装置，还包括导引构件，该导引构件设置在所述测量空间中以便引导所述磁体的平移移动。5.根据权利要求4所述的粘度测量装置，其中，所述导引构件设置为朝着壳体的入口侧开启，朝着出口侧关闭。6.根据权利要求1所述的粘度测量装置，其中，所述控制部基于所述磁体的位置和流入所述测量空间的流体的流量确定剪切应变速率。7.根据权利要求6所述的粘度测量装置，其中，所述控制部基于作用在所述磁体上的磁力与所述流体的剪切应力达到平衡的磁体的位置测量粘度。8.根据权利要求6所述的粘度测量装置，其中，所述测量空间包括在入口侧的扩展区域，该扩展区域的直径随着远离所述入口而增大。9.根据权利要求8所述的粘度测量装置，其中，所述扩展区域设置为具有截顶圆锥形状。10.根据权利要求8所述的粘度测量装置，其中，所述磁体设置为具有倾斜端部，该倾斜端部的直径随着朝向所述入口的端部靠近入口侧而变小。11.根据权利要求10所述的粘度测量装置，其中，所述剪切应变速率是基于所述倾斜端部的倾斜表面和所述扩展区域的倾斜表面之间的间隔测量的。12.—种粘度测量装置，包括：壳体，该壳体分别具有入口、出口和位于所述入口和所述出口之间的测量空间；磁体，设置在所述测量空间中；电磁体，用于使所述磁体向入口侧滑动移动；位置测量部，用于测量所述磁体的位置；流量测量部，用于测量流入所述测量空间的流体的流量；以及控制部，基于相关磁体的位置处通过所述测量空间的流体的剪切应变速率计算流体的粘度，其中，磁体在测量空间中的位置随着由所述电磁体产生的磁场的强度变化而改变。13.根据权利要求12所述的粘度测量装置，其中，用于测量粘度的磁体的位置是由磁场产生的磁力与流体在所述磁体和所述测量空间之间通过所需要的剪切应力达到平衡的位置。14.根据权利要求12所述的粘度测量装置，还包括导引构件，该导引构件设置为围绕所述磁体的至少一部分区域以便引导所述磁体的滑动移动。15.根据权利要求12所述的粘度测量装置，其中，所述测量空间包括在入口侧的扩展区域，该扩展区域的直径随着远离所述入口而增大，所述磁体设置为具有倾斜端部，该倾斜端部的直径随着朝向入口的端部靠近入口侧而变小，所述扩展区域的倾斜表面和所述倾斜端部的倾斜表面设置为具有相同的斜率。16.根据权利要求15所述的粘度测量装置，其中，所述剪切应变速率是基于所述倾斜端部的倾斜表面和所述扩展区域的倾斜表面之间的间隔测量的。17.—种安装在流体流入反应器或设备所通过的管道中的粘度测量装置，包括：壳体，该壳体具有测量空间，用于安装至所述管道上；磁体，设置在所述测量空间中；电磁体，用于使所述磁体沿着与所述流体的流动方向相反的方向滑动移动；位置测量部，用于测量所述磁体的位置；流量测量部，用于测量通过所述管道的流体的流量；以及控制部，通过向所述电磁体供给电流来产生磁场以使所述磁体移动，基于流体的流量和移动后的磁体的位置测量流体的剪切应变速率，并且基于磁场的强度和剪切应变速率测量流体的粘度。18.根据权利要求17所述的粘度测量装置，还包括导引构件，该导引构件设置为围绕所述磁体的至少一部分区域以便引导所述磁体的滑动移动。

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