探究一体化温度变送器如何测量化工流体

    粘度是一个广义术语，可用于描述现代过程控制的各个方面。例如，粘度可以描述材料的行为，因为它与液体的粘性有关。粘度还可以定义一组各种材料属性，因为它们对应于弹性波在流体中传播后的耗散损耗和衰减。

    被认为是最复杂的物理流体参数之一，粘度在流变学和其他各种材料应用中起着核心作用。此外，生物学研究人员还利用粘度测量来确定扩散速率，能量传导和生物活性分子通过细胞膜的主动转运。

    在确定哪种传感器更适合给定应用之前，必须考虑两种基本类型的粘度测量。牛顿流体指出，剪切粘度系数和纵向粘度系数1都决定了粘性流体中应力（张量）与其位移（矢量）之间的关系。纵向粘度负责液体和气体中压力波的粘性阻尼。

    剪切一体化温度变送器
    简而言之，剪切粘度是指两个平行的平板之间存在的流动阻力2。当系统浸入样品液体中时，由于系统表面上发生的剪切运动，流体的流动会将相邻的液体吸入。然后产生共振频率的变化，然后可以将其用于确定液体的粘度-密度乘积。

    能够保持主要的剪切振动液体，表面和界面的剪切一体化温度变送器是理想的。一些常用的剪切一体化温度变送器包括厚度剪切模式（TSM）谐振器和微加工悬臂梁1。

    先进的剪切一体化温度变送器技术
    大量研究致力于开发具有在线测量功能的剪切一体化温度变送器。这项研究的主要动力是传统使用的标准实验室设备的局限性，该设备通常体积庞大，不适合在线测量，并且通常需要大量维护。剪切一体化温度变送器的发展进步促使研究人员开发出能够同时测量其他流体特性（例如质量密度或声速）的一体化温度变送器3。
 

    纵向一体化温度变送器
    纵向粘度监测工具背后的主要机制是基于这些传感器检测压力波的粘性衰减的能力。与剪切一体化温度变送器相比，纵向一体化温度变送器能够在流体中获得更大的压力波穿透深度。结果，这些传感器可以直接探测散装材料，而不仅仅是与薄表面层1接触。纵向一体化温度变送器通常利用超声波和共振压力波来测量样品流体的粘度。 

    自2011年以来，当开发出第一个纵向一体化温度变送器原型时，便推出了各种传感器型号。例如，2013年的一项研究讨论了声传输纵向一体化温度变送器的开发和成功。在他们的设计中，压电锆钛酸铅（PZT）发射器和接收器分别用于在装有样品液的小型测试室内激发和检测压力波3。这些研究人员确定，他们的传感器是提供有用测量值的有用工具，可用于状态监测应用，要求对观察到的流体进行任何监测和记录。