フラスコオンライン粘度計は回転せん断原理または振動せん断原理に基づいて、フラスコ内で液体粘度をリアルタイムで監視する装置で、核心はセンサーを通じて直接材料に接触し、粘度データをフィードバックし、サンプリングする必要がなくて連続測定を実現することができる。
一、コアの動作原理:2種類の主流技術路線
1.回転式フラスコのオンライン粘度計(一般)
このタイプの装置のコアはフラスコ内に回転可能な「回転子」を取り付け、回転子と液体の相互作用を通じて粘度を計算することである。具体的な流れは以下の通りである:
回転子は材料に浸漬する:柱状またはパドル状の回転子をセンサ軸に固定し、フラスコ内の液体に直接浸漬させる。
一定回転数駆動:モータはロータを固定速度(例えば10 rpm、50 rpm)で回転させる。
剪断力フィードバック:液体粘度が大きいほど、回転子に対する抵抗(剪断力)が大きくなり、この抵抗はセンサ軸に反作用する。
トルク信号変換:センサはロータが受けるトルク(抵抗に対応するトルク)をリアルタイムで検出し、機械信号を電気信号に変換する。
粘度計算出力:システムは「粘度=トルク/回転数」のコア公式(ロータ係数、材料温度などの補償パラメータを結合)に基づいて、自動的に現在の液体の粘度値を計算し、リアルタイムで制御システムに表示または伝送する。
2.振動式フラスコのオンライン粘度計(高精度シーン)
このタイプはセンサーの高周波振動と液体の減衰作用により粘度を測定し、低粘度または揮発性のフラスコ内の材料に適している:
振動プローブ移植:石英結晶または金属プローブ(音叉式など)をフラスコ内に固定し、プローブは32 kHzなどの高周波微小振動を発生することができる。
減衰力検出:液体粘度が大きいほど、プローブの振動に対する減衰力(振動を阻害する力)が強くなり、プローブの振動周波数や振幅が変化する。
周波数/振幅解析:センサは振動パラメータの変化量を検出し、それを粘度に関連する電気信号に変換する。
データキャリブレーション出力:事前にキャリブレーションされた「粘度-振動パラメータ」対応関係を通じて、リアルタイム粘度を計算し、精度は通常回転式より高く、材料への摂動はより小さい。
二、重要な構造と優勢
1.コア構成要素
プローブユニット:回転子(回転式)または振動プローブ(振動式)を含み、フラスコ内の材料と直接接触し、粘度信号を取得する核心である。
駆動とセンサユニット:回転動力(モータ)または振動励起(発振器)を提供し、同時にトルクセンサ(回転式)または周波数センサ(振動式)を内蔵する。
温度制御と補償ユニット:一部の設備は温度センサーを集積し、液体粘度は温度の影響を大きく受ける(例えば温度が1℃変化するごとに、粘度は5%-10%変化する可能性がある)ため、システムは温度データに基づいて自動的に粘度値を校正し、正確性を確保する。
データ出力ユニット:リアルタイム粘度データをデジタル形式で表示するか、RS 485、4-20 mAなどのインタフェースを通じてPLC、DCSシステムに転送し、生産監視または自動制御に用いる。
2.適用シーンと利点
適用場面:主に化学工業、医薬、食品などの業界のフラスコ反応過程に用いられ、例えばポリマー合成、薬物溶解、塗料調製など、リアルタイムで材料の粘度変化を監視して反応の進度あるいは製品の品質を制御する必要がある。
核心優勢:人工サンプリングを必要とせず、サンプリング過程における材料状態変化(例えば温度、揮発)による測定誤差を避ける、24時間連続モニタリングが可能で、粘度異常をタイムリーにフィードバックし、製品廃棄リスクを低減する。