粘度是液体内摩擦力的体现。液体粘度丈量在石油、化工、制药和临床医学范畴具有广泛的使用。传统的粘度...。
粘度是液体内摩擦力的体现。液体粘度丈量在石油、化工、制药和临床医学范畴具有广泛的使用。传统的粘度计有毛细管粘度计、旋转粘度计、振球式粘度计等。这些丈量方法的长处是丈量规模宽、精度高，但缺陷是或结构较为杂乱或丈量方法杂乱。本文对
石英晶体在液相介质中振动时，可将其等效为两层结构。其间第一层(0≤y≤d)为石英晶体层，第二层(d≤y≤d＋dy)为流体层。对流体层，由牛顿流体规律，可导出由流体引起的频率偏移Δf：
式中，k为与石英晶体有关的结构常数，η1、ρ1分别为被测液体的粘度和密度。由此可见，石英晶体在液体中的频率改变是液体粘度与密度的函数。当测出液体的温度，并确认其密度之后，即可由此确认液体的粘度。
选用基频为10MHz的AT切型石英晶体，晶片外形结构如图3所示。晶片中心圆形区域为被银电极，依据能量部分化效应，振动能量会集在电极下面的中心区域。为确保石英晶体振动安稳性，将电极引线用导电胶粘接在晶片边际倒角处。石英晶片选用单面触液方法。要求粘接面尽或许远离中心电极区，电极引线应尽或许细，以削减引线对晶片发生的应力。
作业晶体相对参阅晶体的频率偏移，由差频电路取得，并输入80C196的HSI丈量其频率的巨细。被测液体温度经检测电路和A/D转化输入单片机体系。被测液体密度值由键盘输入。
单片机软件包含频率丈量子程序、密度丈量子程序、密度输入子程序、粘度丈量子程序。丈量成果由LED显现。体系选用由两个反相器组成的串联谐振式晶体振动器。振动电路如图5所示。
使用图4所示的丈量体系，对石英晶体在液相介质中的作业特性进行了试验研讨。
探头刚放入水中时，差频最大，然后逐步减小，2min后安稳在4100Hz，如图6所示。这说明，传感器从开端触摸液体到安稳振动需求必定的时刻。
表1列出探头在不同液体深度处测得的频率。从表中看出，石英晶体输出频率与在液体中的深度在一些规模内无关。
将探头浸入不同粘度的液体样品中，丈量粘度对晶体谐振的影响，调查并记载频率的改变。
每丈量一种样品后，用丙酮清洗石英晶体吸附的液体，并晒干，然后再进行下一组丈量。
表2列出对7种不同样品10次丈量成果的平均值，单次丈量离散值为10Hz。
即液体参阅系数(ρ1η1)1/2每改变一个单位，差频改变为698.5Hz，标明传感器具有较高的灵敏度。
图8表明粘度与温度的联系。由图看出，跟着温度添加，差频减小。这主要是由温度对粘度的影响形成的。
经过试验剖析，石英晶体对液体的粘度、密度有较高的灵敏度。大都情况下，被测液体的密度不同不大，而粘度分散性很大；因而，使用石英晶体进行粘度特性丈量是比较适合的。石英晶体
的长处是灵敏度较高、结构相对比较简单、成本低、易于小型化，其缺陷是丈量规模偏窄。怎么扩展其丈量规模是要处理的课题。
