磁悬浮转子的粘性调节原理
* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-06-09 0:34:25 * 浏览: 51
磁悬浮转子黏度计是一种新型的衰减黏度计。尽管Helmes早在1937年就描述了其原理，但直到1973年，Fremerey才使用小型磁体悬架来真正完成磁悬浮转子粘度计的实用性。信号测量方面的一些改进已于1979年正式投入商业使用。磁悬浮转子的粘度计的结构如图11-33所示。量规管中有一个直径约4.5毫米的金属球（转子），悬浮在真空中，量规管外有一对磁铁和三套电磁线圈。转子接收到的重力和磁铁施加的磁力相互抵消，但是这种悬浮是不稳定的，因此使用一组垂直排列的电磁线圈来调节转子的悬浮位置，从而使转子悬浮在一个稳定的位置。其他两组水平对称排列的正交电磁线圈由具有900相移的双相电源供电，以形成旋转磁场并将转子加速至大约410 Hz。当旋转磁场停止时，转子在真空中自由旋转，转子速度将在气体分子的作用下衰减。转子速度的衰减率由一组旋转的电磁线圈测量。磁悬浮转子粘度计使用转子速度的相对速度。衰减率与气压成正比，以测量压力。图11-33磁悬浮转子粘度计1转子，2管，3磁铁，4转子垂直稳定线圈，5转子旋转线圈，6级仪表，7个连接法兰。测量磁悬浮转子粘度计压力的基本公式为pmdash，压力，mdash，气体分子的平均速度，Pmdash，转子材料的密度，dmdash，转子直径，mdash，切线动量转移系数，在式（11-34）中是在分子流动的条件下建立的。随着气体压力的增加，气体的性质将从分子流转变为粘性流。公式（11-34）不再适用。磁悬浮转子粘度计的测量范围约为1Pamdash，10-4Pa。当磁悬浮转子粘度计在存在气体分子的情况下工作时，转子速度将下降有两个原因。一种是转子动量传递给与转子碰撞的分子（分子阻尼），另一种是转子磁矩。由电流的旋转分量产生的涡流和杂散磁场引起的阻尼（残余阻尼）引起的损耗。考虑到这两种阻尼，应将公式（11-34）修改为作为压力测量基础的阻尼类型。第二类阻尼与气体压力无关。公式（11.35）中的项代表两种阻尼的总和，第二项代表与压力无关的剩余阻尼。两者抵消后，是气体分子引起的阻尼。因此，在实际测量中应使用公式（11-35），这需要在压力测量之前准确确定残余阻尼。残余阻尼的测量应在足够高的真空条件下进行。此时，残余阻尼成为相对于分子阻尼的主要阻尼，而分子阻尼可以忽略。磁悬浮粘度计的转子无需机械悬挂，内部不产生电子，离子，热和辐射，测量过程中气体成分和压力不变，压力计外壳小（仅少数）毫升），气体吸收和排出的现象可以忽略不计。在没有泵送作用的情况下，这些显着的优势使得磁悬浮转子粘度计的应用越来越多。该量规还具有良好的稳定性。它是在中高真空范围内具有出色性能z *的真空计。它通常用作校准其他真空计的参考标准，或用作在真空标准之间进行比较的传输标准。
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