便携式粘度计转让专利

申请号 : CN201180031161.1

文献号 : CN103080724B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : S·贝克

申请人 : 电流感应器公司

摘要 :

便携式粘度计包括分配泵机构,所述分配泵机构和被称为正排量移液管的正排量试样容器协作,用于以已知的流率分配期望确定其粘度的液体试样。所分配的液体流过具有至少两个压力传感器的流通过微型粘度传感器,所述压力传感器在所述液体流过矩形流通道时测量所述液体的压降,在已知流率下的压降与所述粘度成比例。控制器控制所述粘度计的操作并且处理传感器数据,并且得到的粘度测量值能被显示在显示器上。正排量移液管可移除地定位在粘度计中,使得当粘度测试完成时所述正排量移液管能够从粘度计被移除,并且用盛装待被测试的另一液体的另一正排量移液管来取代。

权利要求 :

1.一种便携式粘度计,所述便携式粘度计包括:

分配泵机构;

粘度传感器,所述粘度传感器具有矩形液体流通道以及沿所述流通道定位的至少两个压力传感器,所述至少两个压力传感器测量流过所述流通道的液体的完全展开流的压降;

正排量移液管,所述正排量移液管适于盛装期望测量其粘度的液体,所述分配泵机构和所述正排量移液管协作地联接,使得所述分配泵机构的操作,与所述正排量移液管协作,以已知的流率从所述移液管分配所述液体,并且所述正排量移液管被联接到所述粘度传感器,使得期望测量其粘度的所述液体在其从所述正排量移液管被分配时被强制进入到所述粘度传感器中;以及控制器,所述控制器控制所述粘度计的操作并且处理传感器数据。

2.根据权利要求1所述的便携式粘度计,所述便携式粘度计附加地包括显示测试结果的显示器。

3.根据权利要求1所述的便携式粘度计,其中,所述控制器包括编程微控制器。

4.根据权利要求3所述的便携式粘度计,其中,所述控制器包括用于输入测试变量的用户接口。

5.根据权利要求1所述的便携式粘度计,其中,所述正排量移液管包括移液管筒以及移液管柱塞,所述移液管柱塞以密封且可滑动的方式定位在所述移液管筒内,其中,所述移液管柱塞包括从所述移液管筒延伸的柱塞端部,所述移液管柱塞借助所述柱塞端部能够在所述移液管筒中滑动地移动。

6.根据权利要求5所述的便携式粘度计,其中,所述移液管柱塞能够相对于所述移液管筒沿两个相反的方向可滑动地移动,沿填充方向的移动实现液体对所述移液管筒的填充,以及沿分配方向的移动实现液体从所述移液管筒的分配。

7.根据权利要求6所述的便携式粘度计,其中,所述分配泵机构的操作与所述正排量移液管协作使得所述移液管柱塞相对于所述移液管筒沿所述分配方向以已知流率移动,以将所述移液管筒中的所述液体以已知流率从所述移液管筒分配。

8.根据权利要求7所述的便携式粘度计,其中,所述分配泵机构包括马达、丝杠和推回部,所述丝杠被联接到所述马达以使得所述马达的操作引起所述丝杠的旋转,所述推回部被联接到所述丝杠,使得所述丝杠的旋转引起所述推回部的线性运动,所述推回部还联接到所述柱塞端部,由此所述推回部的所述线性运动使得所述移液管柱塞沿所述分配方向移动。

9.根据权利要求8所述的便携式粘度计,其中,所述控制器控制所述马达的操作。

10.根据权利要求7所述的便携式粘度计,所述便携式粘度计附加地包括安装机构,所述安装机构用于将所述正排量移液管可移除地安装到所述粘度计中。

11.根据权利要求1所述的便携式粘度计,所述便携式粘度计附加地包括安装机构,所述安装机构用于将所述正排量移液管可移除地安装到所述粘度计中。

12.根据权利要求1所述的便携式粘度计,其中,所述粘度传感器包括:

通道基板,所述通道基板在其中形成至少一个流通道、流通道入口以及流通道出口,所述流通道具有三个侧壁;以及整体式传感器板,所述整体式传感器板具有大致平滑感测表面以及在其不同位置处的至少两个独立压力传感器;

其中,所述通道基板和所述整体式传感器板结合,使得在流动通过所述至少一个流通道期间,所述传感器板的大致平滑感测表面变为能够完全盛装液体的所述至少一个流通道的第四侧壁,并且所述整体式传感器板中的所述至少两个独立压力传感器中的至少两个沿所述至少一个流通道足够远离所述流通道入口和所述流通道出口地定位,使得当所述液体在所述流通道中流动时测量在所述至少一个流通道中的所述液体的完全展开流的压降。

13.根据权利要求12所述的便携式粘度计,其中,所述整体式传感器板由半导体材料制成。

14.根据权利要求12所述的便携式粘度计,其中,所述流通道具有深度,并且所述深度大于1微米并且小于1 mm。

15.根据权利要求1所述的便携式粘度计,其中,所述粘度计存储用于多种液体的已知粘度值的数据库。

16.根据权利要求1所述的便携式粘度计,其中,所述粘度计存储测量粘度值的历史。

17.根据权利要求1所述的便携式粘度计,其中,所述粘度计由电池来供电。

18.根据权利要求1所述的便携式粘度计,其中,所述控制器包括通信装置,所述通信装置能够实现所述控制器与远程计算机之间的通信。

19.根据权利要求1所述的便携式粘度计,所述便携式粘度计附加地包括至少一个温度控制装置,所述温度控制装置用于控制期望测量其粘度的液体试样的温度。

20.根据权利要求19所述的便携式粘度计,其中,所述至少一个温度控制装置控制在被强制进入所述粘度传感器中之前在所述正排量移液管中的期望测量其粘度的所述液体的温度。

21.根据权利要求20所述的便携式粘度计,其中,当所述液体流经所述粘度传感器时,所述至少一个温度控制装置控制期望测量其粘度的所述液体的温度。

22.一种便携式粘度计,所述便携式粘度计包括:

分配泵机构;

粘度传感器,所述粘度传感器具有矩形液体流通道以及沿所述流通道定位的至少两个压力传感器,所述至少两个压力传感器测量流经所述流通道的液体的完全展开流的压降;

安装机构,所述安装机构适于可移除地安装正排量移液管,所述正排量移液管适于盛装期望测量其粘度的液体,所述安装机构适于将所述正排量移液管安装到位以与所述分配泵机构协作地联接,使得所述分配泵机构的操作从所述正排量移液管以已知流率分配所述液体,并且与所述粘度传感器协作,以使得期望测量其粘度的所述液体在其从所述正排量移液管被分配时被强制进入到所述粘度传感器中;以及控制器,所述控制器控制所述粘度计的操作并且处理传感器数据。

23.根据权利要求22所述的便携式粘度计,所述便携式粘度计附加地包括显示测试结果的显示器。

24.根据权利要求22所述的便携式粘度计,所述便携式粘度计附加地包括至少一个温度控制装置,所述温度控制装置用于控制期望测量其粘度的所述液体的温度。

25.根据权利要求24所述的便携式粘度计,其中,所述至少一个温度控制装置与所述安装机构协作,以当所述移液管被安装在所述安装机构上时在所述液体被强制从所述移液管进入到所述粘度传感器中之前控制移液管中期望测量其粘度的所述液体的温度,所述移液管盛装期望测量其粘度的所述液体。

26.根据权利要求24所述的便携式粘度计,其中,当所述液体流经所述粘度传感器时,所述至少一个温度控制装置控制期望测量其粘度的所述液体的温度。

27.根据权利要求22所述的便携式粘度计,其中,所述分配泵机构包括马达、丝杠和推回部,所述丝杠被联接到所述马达以使得所述马达的操作引起所述丝杠的旋转,所述推回部被联接到所述丝杠,使得所述丝杠的旋转引起所述推回部的线性运动,所述推回部在其被安装到所述安装机构时适于与从正排量移液管延伸的柱塞的端部匹配,由此所述推回部的所述线性运动使得所述柱塞沿分配方向以已知速率移动,以将所述液体以已知流率从所述移液管分配到所述粘度传感器中。

28.一种获得对期望测量其粘度的液体的粘度测量的方法,所述方法包括以下步骤:获得便携式粘度计,所述便携式粘度计包括:

分配泵机构;

粘度传感器,所述粘度传感器具有矩形液体流通道以及沿所述流通道定位的至少两个压力传感器,所述至少两个压力传感器测量流过所述流通道的液体的完全展开流的压降;

安装机构,所述安装机构适于可移除地安装正排量移液管,所述正排量移液管适于盛装期望测量其粘度的试样液体,所述安装机构适于将所述正排量移液管安装到位以与所述分配泵机构协作地联接,使得所述分配泵机构的操作从所述正排量移液管以已知流率分配试样液体,并且与所述粘度传感器协作,以使得期望测量其粘度的所述试样液体在其从所述正排量移液管被分配时被强制进入到所述粘度传感器中;以及控制器,所述控制器控制所述粘度计的操作并且处理传感器数据;

获得正排量移液管,所述正排量移液管盛装期望测量其粘度的液体;

将盛装期望测量其粘度的液体的所述正排量移液管设置在所述安装机构中;以及操作所述便携式粘度计,以获得对被盛装在所述正排量移液管中的期望测量其粘度的所述液体的粘度测量。

说明书 :

便携式粘度计

技术领域

[0001] 本发明落入利用流通过(flow-through)型粘度传感器来测量液体粘度的粘度计领域。

背景技术

[0002] 粘度是液体流阻的量度,并且粘度值取决于用于非牛顿液体的变形率,如在R.B. Bird, R.C. Armstrong和O. Hassager创作的Dynamics of Polymeric Liquids, Vol. 1, -11987中描述的。变形率由以(时间)为单位的剪切率给出。在已知剪切率下测得的粘度是“真实”粘度。真实粘度对剪切率的依赖性是粘度曲线,该粘度曲线表征材料并且是考虑有效加工的重要因素。然而,在许多情况下,粘度在不明确的测试状况下被测量,使得剪切率不可能是已知或计算得到的。在不明确的状况下,测量粘度值仅是“表观”的。由于在已知剪切率下测量真实粘度,因此真实粘度是通用的,而表观粘度不是通用的。相反,表观粘度取决于测量系统。例如,作为公知常识,浸没在测试液体池中的心轴的扭矩在以恒定速度旋转时该心轴的扭矩被测量。在该情况下,扭矩值仅产生表观粘度,这是因为测试状况不明确并且剪切率是未知的。至多,表观粘度可以被测量为心轴的旋转速度的函数。仅在用于测试液体的“本构方程”已知的情况下,心轴的旋转速度事实上可以与剪切率相关。然而,“本构方程”对于几乎所有非牛顿液体是未知的。因此,对于大多数非牛顿液体来说,不可能在不明确的测试状况下测量真实粘度。
[0003] 仅给出表观粘度的粘度测量方法已经被研究并用于制造和材料表征的质量控制。各种在线粘度计被设计用于实时粘度测量。美国专利5,317,908(Fitzgerald等人)和
4,878,378(Harada)与用于处理控制的测量表观粘度的系统相关。美国专利6,393,898(Hajduk等人)描述了一种同时测量许多测试液体的系统。这些粘度计测量表观粘度。然而,由于表观粘度测量的非通用性,在需要时必须单独地寻找借助具体方法测量的特定试样的表观粘度与真实粘度之间的相关性。用于材料配方的基础研究需要真实粘度测量。加工设备和附件(例如,模具、模、挤出螺杆等)的设计同样需要材料的真实粘度。然而,表观粘度测量在快速测试中用于指示,这是因为它更易于并且被更快地测量并且通常更为经济。真实粘度更难以获得并且仅可以借助下述数种类型的仪器来测量:流变仪和毛细管粘度计。流变仪对测试试样获得精确且已知的剪切率,由此测量真实粘度。流变仪是多种多样的,并且通常装备成还测量其他属性。因此,流变仪通常是昂贵的。此外,大量的试样需要借助流变仪来进行粘度测量。同样,流变仪不是很适于在线应用。圆形毛细管粘度计可以测量表观粘度和真实粘度,这取决于是否考虑到合适补偿。毛细管粘度计需要沿毛细管的压降测量,以用于粘度。由于毛细管是圆形截面的,因此仅可以测量在入口和出口处的压力。由于这种限制,毛细管粘度计仅测量表观粘度,除非通过使用具有不同长度-直径比的两个不同毛细管来校正入口效应。然而,使用两个毛细管使得毛细管粘度计是庞大的和/或费时的。
毛细管粘度计在专利6,575,019(Larson)、4,920,787(Dual等人)、4,916,678(Johnson等人)以及4,793,174(Yau)中被描述。微流体粘度计在专利6,681,616(Michael Spaid等人)和公布2003/0182991(Michael Spaid等人)中被公开。流体通道中的标记器的驻留时间被用于测量粘度,只有在测试液体是牛顿液体的情况下该粘度才是真实粘度。仅测量非牛顿液体的表观粘度。在专利5,503,003(Brookfield)中公开的便携式粘度计采用在用于粘度测量的液体池中旋转的心轴的公知扭矩测量。如所示的并且如公知的,本方法仅测量表观粘度。
[0004] 总之,大多数粘度测量技术得到表观测量并且需要相对大体积的试样。同样,这些仪器在测量下一试样之前需要清洁与液体接触的部件(例如,容器、心轴等)。这种清洁是费时的,从而粘度测量从设置到测试通常花费30分钟。在当前技术下较大的试样体积需求也增加了清洁时间和浪费。因此,不存在测量小量试样的真实粘度并且快速地测量的名副其实的便携式粘度计。本申请人的专利7,290,441中公开的狭缝粘度计使得可能测量小试样的真实粘度。然而,该狭缝粘度计需要精密液体分配系统以及相关电子器件,以提供并且控制通过粘度计的液体流。在现有技术中并未公开便携并且可以结合各种试样使用的简单的精密液体分配系统。

发明内容

[0005] 根据本发明,便携式粘度测量仪器或粘度计包括:微型粘度测量传感器;用于强制液体试样通过该微型粘度测量传感器的便携精密液体分配系统;用于控制粘度计的操作的控制器;以及用于显示液体的测量粘度的显示器。传感器设计在本申请人的专利6,892,583和7,290,441中被描述,这些文献以引用的方式结合到本文,就像在本文被全文阐述的那样。本发明的便携系统测量液体的真实粘度并且仅需要小体积的液体试样以用于测量。本发明还提供获得待被测试的液体试样并且将该液体试样置入粘度计中以用于测试的快速且简单的方法。
[0006] 本发明的便携精密液体分配系统包括正排量泵,所述正排量泵结合将在下文中称为正排量移液管的正排量试样容器操作,在所述正排量试样容器中供应待测量其粘度的液体试样。移液管可以从粘度计被移除以及被更换,使得当移液管被移除并且从粘度计分离时,待被测试的液体试样能够被抽吸到移液管中,并且然后在其中具有液体试样的移液管被插入到粘度计中,用于测量移液管中液体试样的粘度。移液管包括柱塞,所述柱塞在所述移液管中滑动以将试样抽吸到移液管中(这可以用手完成)以及当移液管在粘度计中时迫使试样离开移液管。在正排量泵的一个实施方式中,精密马达驱动丝杠,当所述移液管柱塞被定位在粘度计中时,所述丝杠移动推回部以使其接触所述移液管柱塞。当推回部使得柱塞在移液管中移动时,液体从移液管被分配到微型粘度测量传感器的流通道中。控制电子器件控制精密马达的操作,以按照已知的流率将待被测试的液体从移液管分配到微型粘度测量传感器的流通道中。
[0007] 微型流通过粘度测量传感器包括微米级流通道,该微米级流通道结合压力传感器阵列,所述压力传感器阵列测量流通道中的液体的完全展开流的压降。该压降与流经该通道的液体的剪切应力成比例。剪切率与流率成比例。通过将剪切应力除以剪切率来计算试样液体的粘度。粘度的得到测量结果能被示出在显示器中。
[0008] 基于微控制器或微处理器的电子器件可以形成粘度计的控制器电子器件,以控制泵的马达并且处理来自压力传感器的数据。该处理数据可以被显示并且还可以被存储和/或发送到远程装置。
[0009] 如果期望实现试样的温度控制,那么粘度计、粘度传感器和/或移液管中的试样可以借助基于帕尔贴的温度控制装置或其他大致接受的温度控制装置被调节至设置温度。
[0010] 粘度计可以存储测量粘度值的历史以用于各种用途,和/或可以存储各种液体(例如,预期经常被测量的液体)的已知粘度值的数据库。这可以允许将已知液体的已知粘度与被认为是已知液体的试样的测量粘度进行快速比较。已知值和测量值之间的差异可以表明该测试液体不是其被认为的那种液体,或者可以表明粘度计存在问题,使得能够检查粘度计。

附图说明

[0011] 本发明的附加特征和优势从下述详细说明结合附图将显而易见,所述详细说明和附图一起通过示例的方式描述了本发明的特征,并且在附图中:
[0012] 图1是本发明的便携式粘度计的示意图;
[0013] 图2是本发明的流体通过粘度传感器的示意性截面图;
[0014] 图3是可用于本发明的系统中的移液管的截面图,示出了处于移液管的中间位置的移液管柱塞;
[0015] 图4是与图3的移液管类似的截面图,示出了处于在液体试样被抽吸到移液管中之前或在液体试样从移液管被分配之后的位置的移液管柱塞;以及
[0016] 图5是如图1所示的本发明的便携式粘度计的示意图,所述便携式粘度计包括附加温度调节装置。
[0017] 现将参考所述的示例性实施方式,并且在本文将使用具体语言来描述该示例性实施方式。然而要理解的是,并不由此旨在对本发明的范围进行限制。

具体实施方式

[0018] 本发明提供一种改进的粘度计,与现有技术的粘度计相比,该改进的粘度计是便携的、更易于使用、更精确、并且采用测量液体试样粘度的更快方法。参考图1,粘度计22包括:精密泵,总体上用附图标记20表示;用于供应液体试样的液体容器14,所述液体试样期望进行粘度测量;流通过粘度传感器15;控制器18;以及显示器19。
[0019] 泵20结合所示的试样容器使用,所述试样容器被称为移液管14,并且所述移液管14包括移液管筒或主体13以及柱塞12,所述柱塞可滑动地定位在移液管筒13内,并且柱塞端部24从筒13的端部延伸。移液管14借助安装机构28能够可移除地定位并保持在粘度计中,使得移液管可以被移除、填充有待被测试的液体试样、并且然后被放回到粘度计的安装机构中,或者可以被移除并且更换为盛装待被测试的液体试样的另一类似移液管。移液管可以被制造为一次性的,使得对于每个液体试样来说,都使用新的清洁的移液管。泵包括:精密马达23;丝杠10,所述丝杠由马达23通过驱动装置26(例如,齿轮驱动器或带驱动器)而旋转;以及推回部11,所述推回部被安装在丝杠10上,当移液管14定位在粘度计上时,所述推回部接触移液管柱塞端部24的末端25。推回部11响应于由马达23引起的丝杠10的旋转而沿丝杠10横向移动。
[0020] 本发明可以使用的移液管构造的示例在图3和图4中被示出。移液管柱塞41具有柱塞头部42,所述柱塞头部以密封且可滑动的方式接收在移液管筒40中,端部45从移液管筒40的一端延伸。移液管筒以及移液管柱塞都可以由塑料通过注射成型来制造。柱塞可以在筒40的内部前后滑动。为了最小化用试样液体填充移液管时的空气夹带,柱塞头部42的端部成形为紧贴地装配到液体流筒端部43中,如图4所示以最小化它们之间的任何气隙44。在移液管处于如图4所示的状况下,移液管的液体流端部43可以被插入到液体中,以确定所述液体的粘度。使用者可以握持柱塞41的从移液管筒40延伸的端部45并且将该柱塞从移液管筒的端部43回拉以将试样通过筒端部43中的开口抽吸到移液管筒中。图3示出了从筒端部回拉以形成移液管筒中的空间46的柱塞41,该空间46将容纳被抽吸到移液管中的液体试样。当移液管柱塞41在移液管筒40中被继续回拉时,试样将继续被抽吸到增加的空间46中。当期望量的试样被抽吸到移液管筒中时,使用者停止回拉该柱塞
41。如果柱塞41朝向筒40的液体流端部43被推动,那么空间46中的液体通过筒端部43中的开口从筒40被排出。
[0021] 流通过粘度传感器15包括液体入口连接器16和液体出口连接器21。如图1所示,从移液管筒13的端部排出的液体通过液体入口连接器16被联接到粘度传感器15的液体入口。液体排出管17通过液体出口连接器21被联接,以引导液体远离粘度传感器15的液体出口。
[0022] 参考图2,流通过粘度传感器15包括液体流通道31,其中流通道入口35和流通道出口36被形成在通道基板39中。流通道31具有矩形截面,其中通道基板39提供流通道31的三个侧面,而留有一个敞开侧面。由压力传感器膜37和压力传感器基板30形成的整体式传感器板38结合通道基板39以封闭流通道31的敞开侧面。
[0023] 整体式传感器板38提供多个独立压力传感器,并且相对于通道基板39定位,以将至少两个独立压力传感器沿流通道31足够远离通道入口35和通道出口36地间隔开地定位,由此可以由压力传感器来测量通过流通道31的液体的完全展开流的压降。在如图2所示的实施方式中,由整体式传感器板38沿流通道31提供三个独立的压力传感器。每个独立的压力传感器由压力传感器膜37中的腔33来形成。通过向压力传感器膜37的在相应腔33上方延伸的部分34施加压力,压力传感器膜37的在相应腔33上方延伸的该部分34将偏转到相应腔33中。到相应腔中的偏转量与由在流通道31中流动的流体施加到在相应腔上方的压力传感器膜上的压力成比例。
[0024] 检测器被设置在每个腔中,用于检测进入到相应腔中的膜位移,该膜位移提供施加到在腔上方的膜上的压力的量度。可以使用各种检测器,例如电容检测器,其中一个电容器电极位于在腔上方的压力传感器膜上,而另一电容器电极定位在覆盖该腔的传感器基板30上。膜位移使得电容器电极彼此更靠近地移动并且改变提供压力的量度的电容。将理解的是,压力传感器膜37沿液体通道31的表面是大致平滑连续表面,而没有单独压力传感器被插入到该表面中以形成不规则或断续。该平滑通道表面对于获得精确的压力测量来说是重要的。压力传感器的更详细说明以及压力传感器构造和流通过粘度传感器的变形和不同实施方式在本申请人的专利6,892,583和7,290,441中被提供,这些文献以引用的方式结合到本文中。附接到通道基板39的围绕液体通道入口35的液体入口连接器16提供与加压试样液体(在此,从移液管14排出的液体)源的连接, 并且附接到通道基板39的围绕液体通道出口36的液体出口连接器21提供与试样液体排出口或盛装贮存器的连接。
[0025] 控制器18控制一个或多个微控制器或微处理器以及其他电气和电子部件,用于控制粘度计和外围部件的操作、用于执行计算、用于控制可以显示测量粘度和其他信息(例如,粘度计的状态)的显示器19、以及用于与诸如其他计算机的其他设备通信以及传送数据。通信可以通过端口(例如,RS232或USB端口)进行,或通过无线或其他通信手段进行。控制器18通常将包括接口装置,例如键盘、触摸按钮板或键板、外部计算机、或诸如按钮、鼠标或显示器19中的触摸屏的其他数据输入装置,由此使用者可以将控制和其他指令和信息输入到控制器中。
[0026] 为了测量液体试样的粘度,要确定其粘度的液体试样在液体试样盛装移液管中被获得。移液管中的液体试样可以借助粘度计的使用者从液体源被抽回到移液管中,或者可以以其他方式被供应到粘度计使用者而达到移液管中。如图1所示,移液管14被安装在粘度计22中并且借助安装机构28在粘度计中被保持就位。然后,控制器被致动以控制粘度计,以得到粘度测量。控制器将操作马达23,以使得推回部11前进到如图1所示的靠在移液管柱塞的末端25上的位置。替代地,当在致动控制器之前移液管被安装在粘度计中时,推回部11可以由使用者例如手动地定位。
[0027] 在推回部11靠在移液管柱塞的末端25上定位的情况下,控制器控制马达23以便使得丝杠10旋转,从而使得推回部11和移液管柱塞12以期望速度前进,以将液体按照已知的期望流率从移液管排出。当柱塞移动时,液体被强制从移液管进入到粘度传感器15中并且流经流通道31,在该流通道中,由整体式压力传感器38的压力传感器来测量液体的完全形成流的压降。所述压力被测量为压力传感器沿流通道31的将传感器膜部分34偏转到相应腔33中的相应膜部分上方的局部压力。沿流通道31测量的压降(沿流通道的相继压力传感器之间测量的压差)与在特定流率下的流体的粘度成比例。如果试样粘度随着流率而变化,那么控制装置可以被指令以在流停止或流不停止的情况下顺次分配具有不同流率的液体。当压力值被获得并且粘度值被计算为流率的函数时,以公知的方式校正非牛顿粘度的关系。测量粘度可以被显示在显示器19上、可以被存储在控制器存储器或辅助存储器中、和/或被传送到远程存储器或计算机。
[0028] 当液体以最初设定流率(或剪切速率)被注入到粘度传感器15的液体流通道31中时,粘度计感测液体流通道31内部的压力。控制器可以被编程以确定压力水平对于粘度测量的最高精度或假定精度来说是否是最优的。如果压力水平太低,那么控制器确定并设置下一流率值并且将流率增加到新的设定值。控制器继续迭代以达到用于该具体粘度测量的最优流率。由此,未知液体的粘度可以被精确且自动地测量。
[0029] 当已经获得用于液体试样的粘度测量时,推回部11操作以使其移回到如下位置,该位置允许用过的移液管被移除并且在其中具有用于测试的新液体试样的新移液管被插入到该粘度计中。具有待被测试的新液体试样的移液管可以是新的一次性移液管或者是用过的再装载的移液管。为了进行新粘度测量,控制器操作如上所述的粘度计以确定新液体试样的粘度。在该测试中,新试样液体取代在粘度传感器15中的旧试样液体。由此,不需要粘度传感器的清洁。如果待被测试的两种相继液体是不相容或混溶的,那么在将新液体分配到粘度传感器15中之前,粘度传感器15需要用与这两种液体都相容的清洁液体来清洁。这种清洁可以在被测试的两种液体之间如下进行:将盛装清洁液体的移液管装载到粘度计中,并且操作该粘度计以迫使清洁液体通过该粘度传感器15。
[0030] 粘度计22可以由电池(例如,可再充电电池)来供电,使得该粘度计是相当便携的;或者当粘度计22在各个位置之间移动时,通过将该粘度计连接到电源来向该粘度计供电。
[0031] 在一些情况下,可能期望的是控制被测量其粘度的液体的温度。如果期望温度控制,那么粘度计22、粘度传感器15和/或移液管14中的试样可以借助基于帕尔贴温度控制装置或其他大致接受的温度控制装置在设定温度下被调节。例如,如图5所示,该图与图1类似,温度控制装置50可以设置在移液管安装机构28中或与移液管安装机构28接触,以便当移液管被安装在安装机构28中时加热或冷却液体试样盛装移液管14及盛装在其中的液体试样。取决于温度控制装置50被如何安装在移液管安装机构28中,移液管安装机构还可以被加热或冷却到设定温度。可能需要一些时间以使得移液管中的试样达到设定温度。类似地,温度控制装置52可以设置在粘度传感器15中或与粘度传感器15接触,以便加热或冷却粘度传感器15的材料形成流通道31以及将该材料形成流通道31的温度保持在设定温度。这将趋于将流过流通道31的材料保持在大致设定温度。如所示的,温度控制装置可以是帕尔贴装置或其他已知温度控制装置。此外,温度传感器可以定位成测量在粘度计的各个位置处的试样液体的温度。例如,温度传感器可以被包括在传感器膜37沿流通道31的一个或多个位置处,如本申请人的先前引用的专利所示的。不是单独控制如上所述的粘度计22的单独部件的温度,而是粘度计22或其温度被控制的部分可以被安装在壳体中,其中,在该壳体内的温度且因此在该壳体内的整个粘度计或其部分的温度一起被温度控制。
[0032] 如本申请人的先前引用的专利所示的,所述流通过粘度传感器是很小的,通常由用于微制造工艺的半导体材料或其他材料构造成。例如,压力传感器膜可以是硅晶片的一部分,而压力传感器基板和通道基板可以是硅酸盐玻璃晶片的部分。流通道通常可以小至大约10微米的宽度以及大约1微米的深度,并且长度短至大约100微米。因此,流通道粘度传感器很小,并且小试样尺寸可以被用于确定粘度。流通过粘度传感器的小尺寸以及用于粘度测试装置所需的试样的小量意味着,诸如移液管和泵的其他粘度部件也可以被制造得相对较小,使得粘度计可以容易地被制造为相对小的便携式单元。
[0033] 不是制造便携式粘度计,相同粘度计构造可以被用于提供静态粘度计,其中待被测试的液体试样可以从不同移液管的不同位置被收集,并接着传送到粘度计并且在粘度计的位置处被测试。
[0034] 需要时,用于经常被测量或可能被测量的液体的公布或以其他方式公知的粘度值的数据库可以被存储在粘度计控制器的存储器中。在这种数据库可用的情况下,使用者可以从用于选定液体的数据库容易地显示公知的粘度值,并且将其与针对被认为是已知液体的试样液体测量的粘度值比较。公布值和测量值之间的差异可以表明测试液体不是其被认作的液体或者可以表明粘度计存在问题,使得能够检查粘度计。此外,出于各种理由,可能有利的是,使用者不时地访问除了此时被测试的液体之外的具体液体的已知粘度值。此外,粘度计可以借助合适识别码来存储测量粘度值的历史,所述历史同样可能由粘度计的使用者用于各种目的。例如,在具有测量粘度值的历史的情况下,使用者可能将在不同时间用于制造工艺的液体成分的粘度比较以确保该液体成分处于液体成分所需的规格内,或者可能确定并且将成分的粘度值与所形成产品的具体期望属性相关联。
[0035] 虽然本发明的泵的描述性实施方式被示出并描述为包括马达、丝杠、以及使得柱塞在移液管中移动的推回部,但是可以使用用于使得柱塞在移液管中移动的各种其他装置以及可以从试样容器提供试样液体的精确排出的各种其他装置。
[0036] 虽然本发明在此参考本发明的当前被构想为在实践中实施本发明的最佳模式的实施方式被描述并示出,但是要认识的是,可以作出各种变化以使得本发明适于不同的实施方式,而不偏离本文所公开的本发明概念。