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原文传递测量非牛顿流体表观粘度的端面效应误差消除方法及装置

专利名称：	测量非牛顿流体表观粘度的端面效应误差消除方法及装置
摘要：	本发明实施例提供了一种测量非牛顿流体表观粘度的端面效应误差消除方法及装置，采用同轴双筒流变仪测量待测流体的至少四组测量数据，根据所测得的至少四组测量数据和理论线性函数模型进行线性拟合，以获取线性拟合后的相关系数；并在该线性拟合的相关系数大于预设相关系数时，由该理论线性函数模型的截距和斜率计算同轴双筒流变仪测量的内筒附加高度，并根据所计算的内筒附加高度以及同轴双筒流变仪的几何参数、同轴双筒流变仪的运行参数和所述测量数据，确定待测流体中修正端面效应误差之后的粘度值。本发明实施例提供的测量非牛顿流体表观粘度的端面效应误差消除方法可操作性更高，更具实用性、准确性和高效性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	南方科技大学
发明人：	董恩洁;朱强;胡小刚;李忠;卢宏兴;程乐
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910944100.2
公开号：	CN110631959A
代理机构：	北京品源专利代理有限公司
代理人：	胡彬
分类号：	G01N11/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N11
申请人地址：	518000 广东省深圳市南山区西丽学苑大道1088号
主权项：	1.一种测量非牛顿流体表观粘度的端面效应误差消除方法，其特征在于，包括：采用同轴双筒流变仪对待测非牛顿流体进行测量，在预设转速ω下，获取至少四组所述待测非牛顿流体的测量数据以及理论线性函数模型；所述同轴双筒流变仪包括内筒和外筒，所述待测非牛顿流体置于所述内筒与所述外筒之间；至少四组所述测量数据包括至少四个深度值h和至少四个与所述深度值h一一对应的扭矩值M；其中，所述深度值h为所述内筒在所述待测非牛顿流体中的浸入深度，至少四个所述扭矩值M为所述预设转速ω下不同深度值h的扭矩测量值；通过所述理论线性函数模型对至少四组所述测量数据进行线性拟合，获取线性拟合的相关系数；判断所述线性拟合的相关系数是否大于等于预设相关系数；若是，获取所述理论线性函数模型的截距和斜率，计算所述内筒的内筒附加高度；根据所述内筒附加高度、所述同轴双筒流变仪的几何参数、所述同轴双筒流变仪的运行参数以及所述测量数据，确定消除端面效应误差的所述待测非牛顿流体的表观粘度值。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：若所述线性拟合的相关系数小于预设相关系数，则重新获取所述待测非牛顿流体的至少四组测量数据。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述理论线性函数模型为： M＝h·Ml+Mbottom Mbottom为所述预设转速ω下，与所述待测非牛顿流体接触的所述内筒的底面产生的扭矩值；Ml为所述预设转速ω下，所述内筒的单位浸入深度的内筒侧壁产生的扭矩值；获取所述理论线性函数模型的截距和斜率，计算所述内筒的内筒附加高度，包括：获取所述理论线性函数模型的截距Mbottom和斜率Ml；计算所述理论线性函数模型的截距Mbottom和斜率Ml比值；其中，所述理论线性函数模型的截距Mbottom和斜率Ml比值为所述内筒附加高度Δh。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述内筒附加高度、所述同轴双筒流变仪的几何参数、所述同轴双筒流变仪的运行参数以及所述测量数据，确定消除端面效应误差的所述待测非牛顿流体的表观粘度值，包括：获取所述同轴双筒流变仪的几何参数和运行参数，构建所述待测非牛顿流体的表观粘度ηα的计算公式：其中，所述同轴双筒流变仪的几何参数包括所述内筒的半径R1和所述外筒的半径R2；所述同轴双筒流变仪的运行参数包括所述内筒或所述外筒的转速ω；Δh为所述内筒附加高度；将所述内筒附加高度Δh、所述同轴双筒流变仪的几何参数和运行参数以及所述测量数据代入所述待测非牛顿流体的表观粘度ηα的计算公式，获取与至少四组所述测量数据一一对应的至少四个所述待测非牛顿流体的表观粘度ηα；计算至少四个所述待测非牛顿流体的表观粘度ηα的平均值，确定消除端面效应误差的所述待测非牛顿流体的表观粘度值。 5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所获取的流体测量参数的组数为N，其中4≤N≤6，N为整数。 6.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述预设相关系数为0.99。 7.一种测量非牛顿流体表观粘度的端面效应误差消除装置，其特征在于，包括：参数获取模块，用于采用同轴双筒流变仪对待测非牛顿流体进行测量，在预设转速ω下，获取至少四组所述待测非牛顿流体的测量数据以及理论线性函数模型；所述同轴双筒流变仪包括内筒和外筒，所述待测非牛顿流体置于所述内筒与所述外筒之间；至少四组所述测量数据包括至少四个深度值h和至少四个与所述深度值h一一对应的扭矩值M；其中，所述深度值h为所述内筒在所述待测非牛顿流体中的浸入深度，至少四个所述扭矩值M为所述预设转速ω下不同深度值h的扭矩测量值；相关系数获取模块，用于通过所述理论线性函数模型对至少四组所述测量数据进行线性拟合，获取线性拟合的相关系数；相关系数判断模块，用于判断所述线性拟合的相关系数是否大于等于预设相关系数；附加高度计算模块，用于在所述线性拟合的相关系数大于预设相关系数时，获取所述理论线性函数模型的截距和斜率，计算所述内筒的内筒附加高度；端面效应误差修正模块，用于根据所述内筒附加高度、所述同轴双筒流变仪的几何参数、所述同轴双筒流变仪的运行参数以及所述测量数据，确定清除端面效应误差的所述待测非牛顿流体的表观粘度值。 8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：参数重置模块，用于在所述线性拟合的相关系数小于预设相关系数时，重新获取所述待测非牛顿流体的至少四组测量数据。 9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述理论线性函数模型为： M＝h·Ml+Mbottom Mbottom为预设转速ω下，与所述待测非牛顿流体接触的所述内筒的底面产生的扭矩值；Ml为所述预设转速ω下，所述内筒的单位浸入深度的内筒侧壁产生的扭矩值；所述附加高度计算模块包括：方程参数获取单元，用于获取所述理论线性函数模型的截距Mbottom和斜率Ml；比值计算单元，用于计算所述理论线性函数模型的截距Mbottom和斜率Ml比值；其中所述理论线性函数模型的截距Mbottom和斜率Ml比值为所述内筒附加高度Δh。 10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述端面效应误差修正模块包括：计算公式构建单元，用于获取所述同轴双筒流变仪的几何参数和运行参数，构建所述待测非牛顿流体的表观粘度ηα的计算公式：其中，所述同轴双筒流变仪的几何参数包括所述内筒的半径R1和所述外筒的半径R2；所述同轴双筒流变仪的运行参数包括所述内筒或所述外筒的转速ω；Δh为所述内筒附加高度；粘度计算单元，用于将所述内筒附加高度Δh、所述同轴双筒流变仪的几何参数和运行参数以及所述测量数据代入所述待测非牛顿流体的表观粘度ηα的计算公式，获取与至少四组所述流体测量数据一一对应的至少四个所述待测非牛顿流体的粘度ηα；粘度确定单元，用于计算至少四个所述待测非牛顿流体的表观粘度ηα的平均值，确定消除端面效应误差的所述待测非牛顿流体的表观粘度值。
所属类别：	发明专利