專利名稱：一種毛細管路的流體粘度測量方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種毛細管路的流體粘度測量方法及裝置，該方法利用毛細管中層狀流動的泊蕭葉(Poiseuille)定律，通過置于毛細管路中的壓力傳感器，檢測毛細管兩端驅動牛頓流體流動的壓差，來測定牛頓流體粘度值。
背景技術：
中國專利93205312.2公開了一種智能血液流變測量儀，該儀器采用二組光電開關作為血液柱的啟始和終止信號，通過計算機檢測毛細管出口的血液滴數及其時間間隔，計算不同切變率下的毛細管內血液流速從而構造出本構方程，得到連續(xù)的血粘度變化規(guī)律，可推廣應用到其他牛頓及非牛頓流體粘度的測量。此外，中國專利88217310.3公開了一種紅外毛細管粘度計，該儀器是測定牛頓流體粘度的儀器。它采用了裝在玻璃毛細管外面的紅外傳感器，省略了水銀壓差部件又用電子秒表替代計時電路，不僅克服了現有毛細管粘度計的缺點，而且結構簡單，耗電量小，可采用干電池供電，達到交直流兩用的要求。但是，上述專利不能實現流體粘度的在線快速檢測。
此外，在已有技術中，使用毛細管方法測定牛頓流體粘度時，溫度的變化是一個干擾因素，而加樣針的加熱和溫度控制較為困難。由于該溫度因素的干擾，對牛頓流體的粘度測定無法實現在線測量。因此，需要提出一種新的毛細管路的流體粘度測量方法及裝置。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種毛細管路的流體粘度測量方法，該方法利用毛細管中層狀流動的泊蕭葉(Poiseuille)定律，通過置于毛細管路上的壓力傳感器，檢測毛細管兩端驅動流體流動的壓差，來測定流體粘度值，并能實現在線快速檢測。
本發(fā)明的目的是由下述技術方案實現的一種毛細管路的流體粘度測量方法，使用一個加樣毛細管路的流體粘度測量裝置進行數據采集，利用解算處理器對數據進行處理，輸出被測流體的粘度數據；a、在參照液樣本杯中注入參照液，在被測液樣本杯中放入被測液，使所述的流體粘度測量裝置處于20℃～40℃的環(huán)境中，使所有的樣本杯中的液體溫度達到均勻一致；
b、啟動所述的流體粘度測量裝置，將加樣針伸入到參照液樣本杯中的參照液內，使用加樣針按照預先設定的恒定流量參數吸取參照液，通過加樣毛細管路上的壓力傳感器采集到所述參照液的壓力參數P1，并將該壓力參數傳送到解算處理器；c、控制加樣泵進行排樣作業(yè)，將吸取的參照液排凈；d、控制加樣泵再次進行吸樣作業(yè)，將加樣針伸入到被測液樣本杯中的被測液內，使用加樣針按照與吸取參照液相同的流量參數吸取被測液，通過所述的壓力傳感器采集到被測液的壓力參數P，并將該壓力參數傳送到解算處理器；e、使用解算處理器按照計算式V＝Vgd×(P-P0)/(P1-P0)進行計算，得出被測液粘度數據。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種加樣毛細管路的流體粘度測量裝置，該測量裝置利用置于毛細管路上的壓力傳感器，來測定流體粘度值，可以實現流體粘度測量裝置的在線快速測量。
本發(fā)明的另一個目的是由下述技術方案實現的一種加樣毛細管路的流體粘度測量裝置，有一個機座，該機座上設有加樣針安裝架，所述加樣針安裝架上固定一個毛細管式加樣針，該加樣針通過一個加樣管路與一個加樣泵連通，在所述加樣針體或者所述加樣管路上設置一個壓力傳感器，該壓力傳感器通過數據線與一個解算處理器電連接，所述解算處理器通過控制線與所述加樣泵輸入端電連接，在所述的毛細管式加樣針下方設置樣本杯固定器，所述樣本杯固定器中設有參照液樣本杯和被測液樣本杯。
本發(fā)明與已有技術相比具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明消除了測量過程中流體溫度變化的干擾因素，提高了檢測的準確性。
2、本發(fā)明具有在線檢測、可即時獲得檢測結果、數據準確可靠的優(yōu)點。
3、本發(fā)明可以應用于多種具有自動加樣功能的血液流變儀及粘度儀。
4、本發(fā)明可以節(jié)省檢測用液體，并全部回收被測樣本。
以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明

圖1是本發(fā)明的結構示意2是本發(fā)明的俯視3是本發(fā)明的電氣原理框4是本發(fā)明的實施例三示意5是本發(fā)明的實施例三的左側視6是本發(fā)明的實施例四示意圖具體實施方式
實施例一一種毛細管路的流體粘度測量方法，使用一個加樣毛細管路的流體粘度測量裝置進行數據采集，利用解算處理器對采集的數據進行處理，輸出被測流體的粘度數據；a、在參照液樣本杯中注入參照液，在被測液樣本杯中放入被測液，使所述的流體粘度測量裝置處于20℃～40℃的環(huán)境中，使所有的樣本杯中的液體溫度達到均勻一致；簡便的措施是將樣本杯中注入液體以后，在環(huán)境中放置20～40分鐘；或使用通風設備產生循環(huán)運動的氣流使所有的樣本杯中的液體溫度達到均勻一致；b、啟動所述的流體粘度測量裝置，將加樣針伸入到參照液樣本杯中的參照液內，使用加樣針按照預先設定的恒定流量參數吸取參照液，通過加樣毛細管路上的壓力傳感器采集到所述參照液的壓力參數P1，并將該壓力參數傳送到解算處理器；c、控制加樣泵進行排樣作業(yè)，將吸取的參照液排凈；當參照液排凈后，還可以通過清洗池進行一次沖洗，使用清洗液將加樣針中殘留的液體沖洗干凈，本實施例的清洗液采用純凈水；d、控制加樣泵再次進行吸樣作業(yè)，將加樣針伸入到被測液樣本杯中的被測液內，使用加樣針按照與吸取參照液相同的流量參數吸取被測液，通過所述的壓力傳感器采集到被測液的壓力參數P，并將該壓力參數傳送到解算處理器；e、使用解算處理器按照計算式V＝Vgd×(P-P0)/(P1-P0)進行計算，得出被測液粘度數據。該粘度數據可以是檢測環(huán)境溫度下的粘度數據值，也可以是標定溫度下的粘度數據值。所述的標定溫度是37℃，所述的檢測環(huán)境溫度是20℃～40℃中的一個溫度值。
本實施例中所使用的流體粘度測量裝置的具體結構請參見實施例二的描述。
在本實施例中，參照液與被測液的比重、溫度特性應當基本相同，所述的溫度特性可以定義為在一個給定的流體粘度測量裝置適用范圍內，參照液與被測液在各點溫度下的粘度比值是一個與溫度無關的量。
在本實施例中，如果被測液是人或動物的血漿，所述參照液可以采用純水。
在本實施例中，Vgd是參照液在檢測環(huán)境溫度下的粘度值(也可稱為給定粘度值)，V是被測液在同一檢測環(huán)境溫度下的粘度值。P0是被測液和參照液共同的位頭壓，該參數是一個與所述的粘度測量裝置中的加樣針有關的一個常數。其中，Vgd的數值可以通過常規(guī)的粘度檢測儀預先測定。P0的數值可使用所述的粘度測量裝置進行試驗獲得。
P0數值獲得的過程如下選擇純水作為參照液，其粘度值Vgd通過已有的技術手冊可以獲得；選取一種與被測液的比重，溫度特性較相近的液體作為標定用液，給定該標定用液的粘度值為Vr，該標定用液的粘度值可以通過常規(guī)的粘度檢測儀進行測定；設一小于純水的驅動壓(位頭壓)的數值作為P0的初選值；使用本發(fā)明的毛細管路的流體粘度測量方法檢測在預設的P0值條件下的標定用液粘度值Vr；將測定的P、P1代入計算式V＝Vgd×(P-P0)/(P1-P0)進行試算；若該粘度值V大于Vr則減小P0的取值；若該粘度值V小于Vr則增大P0的取值；若該粘度值V等于Vr時，P0的數值選定。
實施例二參見圖1、圖2、圖3，本發(fā)明的流體粘度測量裝置，有一個機架1，該機架采用工程塑料制成，該機架上設有加樣針安裝架2，該安裝架可以采用常規(guī)的旋臂升降式安裝架，所述加樣針安裝架上固定一個豎直向的毛細管式加樣針3，該加樣針通過一個加樣管路6與一個加樣泵8連通，由此形成一個加樣毛細管路。在所述加樣針體或者所述加樣管路上設置一個壓力傳感器5，該壓力傳感器通過數據線與一個解算處理器電連接，所述解算處理器通過控制線與所述加樣泵輸入端電連接，在所述毛細管式加樣針下方設置樣本杯固定器17，所述樣本杯固定器中設有參照液樣本杯24和被測液樣本杯16。
參見圖3，在本實施例中，所述的解算處理器采用ATMega64型單片機及相匹配的外圍電路(由于外圍電路是常規(guī)電路，圖中沒有顯示)。所述的壓力傳感器可以采用表壓型、絕壓型、差壓型中的一種，在本實施例中，采用表壓型壓力傳感器，該壓力傳感器型號為ISC1451，并通過一個A/D轉換電路與解算處理器電連接。參見圖1，壓力傳感器通過一個三通管件4安裝在加樣管路上(也可以安裝在加樣針體上)，三通管件的兩端與加樣管路連通，另一個端口安裝壓力傳感器。為了實現樣本杯的旋轉換位，本杯固定器17的驅動電機的控制端與解算處理器電連接。在本實施例中，所述的樣本杯底部設有電容極板21，加樣管路上通過一個接針彈片7及導線與控制電路11中的解算處理器電連接，由此控制加樣針安裝架的上下移動的位置，使加樣針與不同的樣本杯中的液面保持相同的距離。
在本實施例中，所述的加樣泵是一個恒流泵型的柱塞泵。該加樣泵可以維持加樣管路中流體保持恒速流動，保證被測流體的參數穩(wěn)定。
在流體的粘度測定中，溫度的變化是一個干擾因素。為了有效的消除溫度因素的干擾，所述流體粘度測量裝置中設置樣本杯固定器，所述樣本杯固定器中設有多個參照液樣本杯和多個被測液樣本杯。使所有參照液樣本杯和被測液樣本杯中的樣本均處于均勻一致的溫度環(huán)境。所述的樣本杯固定器17由一個驅動電機通過皮帶傳動機構23驅動，該驅動電機的控制端與控制電路11中的解算處理器的輸出端電連接。可以使加樣針與每一個樣本杯接觸，吸取每一個樣本杯中的液體用于檢測。
本發(fā)明既可以單獨使用，也可以安裝在其它設備上使用，參見圖1，本發(fā)明的實施例一是安裝在旋轉式血液流變儀上，所述加樣管路中設置有一個毛細管段(此時，加樣針可以不是毛細管式加樣針)，該毛細管路大致呈水平設置，所述樣本杯固定器為一個可旋轉換位的樣本盤。
參見圖1、圖2，安裝在旋轉式血液流變儀上一個實施例，有一個機架1，該機架上設有加樣針安裝架2，該安裝架是旋臂升降式安裝架，可以在驅動電機20、傳動絲杠14的帶動下沿立柱15升降，在電機18、皮帶傳動機構19的驅動下繞立柱15的軸心線轉動。所述加樣針安裝架上固定一個豎直向的毛細管式加樣針3，該加樣針通過一個加樣管路6與一個加樣泵8連通，在加樣管路上設置一個壓力傳感器5，該壓力傳感器通過數據線與一個解算處理器電連接，所述解算處理器安裝在控制電路11上。加樣泵是一個柱塞泵，其另一個出口端通過軟管10與一個洗液瓶9連通。在毛細管式加樣針下方的臺面25上設置樣本杯固定器17，該樣本杯固定器是一個可旋轉換位的樣本盤，其中裝有多個參照液樣本杯24和多個被測液樣本杯16，該樣本盤通過立軸裝置22與機座固定，由電機、皮帶傳動機構23驅動實現旋轉換位，該電機的控制端與解算處理器電連接。在臺面的右部還設置一個洗針池12，該洗針池通過軟管與廢液瓶13連通，用于收集廢液。由于本發(fā)明安裝在旋轉式血液流變儀上，在血液流變儀吸取被測液體的同時就可以對其進行粘度值的在線快速檢測。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述壓力傳感器通過無線式數據通道與一個解算處理器電連接。該無線式數據通道是藍牙通道。
實施例三在本發(fā)明的實施例中，樣本杯固定器為一個直線換位的樣本盤，所述加樣針安裝架為一個直線移動式安裝架。直線換位的樣本盤沿Y軸往復運動，加樣針安裝架沿X軸往復運動，并且可以升降，該樣本盤中設有參照液樣本杯和被測液樣本杯。
圖4、圖5顯示了實施例的具體結構，有一個機架201，該機架上設有加樣針安裝架212，該安裝架是直線移動式安裝架，可以在驅動電機217、傳動絲杠214的帶動下沿Z向導柱215作升降運動。該驅動電機、傳動絲杠、Z向導柱安裝在一個Z座板227上，該Z座板通過X向導軌203、皮帶傳動機構202、驅動電機216安裝在X座板213上，可以沿X向導軌203左右移動，X座板固定在機架上。該加樣針是毛細管式加樣針204，該加樣針通過一個加樣管路205與一個加樣泵210連通，在加樣管路上設置一個三通管件206，其上安裝壓力傳感器207，該壓力傳感器通過數據線與一個解算處理器電連接，所述解算處理器安裝在控制電路209上。加樣泵是一個柱塞泵，其另一個出口端通過軟管與一個洗液瓶211連通。在毛細管式加樣針下方設置直線換位的樣本盤218，樣本盤裝有多個參照液樣本杯219和多個被測液樣本杯220，該樣本盤通過Y向導軌裝置223與機座固定，由電機226、皮帶傳動機構225驅動沿Y軸方向往復運動，該電機的控制端與解算處理器電連接。在機架的右部還設置一個洗針池221，該洗針池通過軟管與廢液瓶222連通，用于收集廢液。在本實施例中，樣本杯底部設有電容極板224，加樣管路上通過一個接針彈片208及導線與控制電路209中的解算處理器電連接，使加樣針與不同的樣本杯中的液面保持相同的距離。
實施例四參見圖6，本發(fā)明的實施例中，在機架301的下部設有一個固定位置的樣本盤318，該樣本盤中設有參照液樣本杯320和被測液樣本杯319。所述加樣針安裝架為一個可進行三維方向移動的安裝架。即可沿Y軸向、X軸向、Z軸向往復移動，可到達樣本盤中的每一個樣本杯。可以吸取每一個樣本杯中的液體用于檢測。本裝置有一個機架301，該機架上設有加樣針安裝架309，該安裝架可以在驅動電機316、傳動絲杠310的帶動下沿Z向導柱311作升降運動。該驅動電機、傳動絲杠、Z向導柱安裝在一個Z座板312上，該Z座板通過X向導軌315、安裝在X座板317上，通過X向導軌315、皮帶傳動機構313、驅動電機314，可以沿X向導軌往復移動。X座板安裝在Y座板302上，該Y座板固定在機架上。Y座板上設置有Y向導軌303、皮帶傳動機構304、驅動電機305，X座板通過Y向導軌、皮帶傳動機構304、驅動電機，可以沿Y向導軌往復移動。該加樣針308通過一個加樣管路與一個加樣泵連通，在加樣管路上設置一個三通管件306，其上安裝壓力傳感器307，該壓力傳感器通過數據線與一個解算處理器電連接，所述解算處理器安裝在控制電路上。
實施例五在本發(fā)明的實施例中，所述加樣針安裝架上固定一個加樣針，該加樣針通過一個加樣管路與一個加樣泵連通，所述加樣針體或者加樣管路中的一個區(qū)段是毛細管，由此形成一個加樣毛細管路。在所述加樣針體或者所述加樣管路上設置一個壓力傳感器，該壓力傳感器通過數據線與一個解算處理器電連接，所述解算處理器通過控制線與所述加樣泵輸入端電連接，在所述的毛細管式加樣針下方設置樣本杯固定器，所述樣本杯固定器中設有參照液樣本杯和被測液樣本杯。
權利要求
1.一種毛細管路的流體粘度測量方法，其特征在于使用一個加樣毛細管路的流體粘度測量裝置進行數據采集，利用解算處理器對數據進行處理，輸出被測流體的粘度數據；a、在參照液樣本杯中注入參照液，在被測液樣本杯中放入被測液，使所述的流體粘度測量裝置處于20℃～40℃的環(huán)境中，使所有的樣本杯中的液體溫度達到均勻一致；b、啟動所述的流體粘度測量裝置，將加樣針伸入到參照液樣本杯中的參照液內，使用加樣針按照預先設定的恒定流量參數吸取參照液，通過加樣毛細管路上的壓力傳感器采集到所述參照液的壓力參數P1，并將該壓力參數傳送到解算處理器；c、控制加樣泵進行排樣作業(yè)，將吸取的參照液排凈；d、控制加樣泵再次進行吸樣作業(yè)，將加樣針伸入到被測液樣本杯中的被測液內，使用加樣針按照與吸取參照液相同的流量參數吸取被測液，通過所述的壓力傳感器采集到被測液的壓力參數P，并將該壓力參數傳送到解算處理器；e、使用解算處理器按照計算式V＝Vgd×(P-P0)/(P1-P0)進行計算，得出被測液粘度數據。
2.一種加樣毛細管路的流體粘度測量裝置，有一個機座，該機座上設有加樣針安裝架，其特征在于所述加樣針安裝架上固定一個毛細管式加樣針，該加樣針通過一個加樣管路與一個加樣泵連通，在所述加樣針體或者所述加樣管路上設置一個壓力傳感器，該壓力傳感器通過數據線與一個解算處理器電連接，所述解算處理器通過控制線與所述加樣泵輸入端電連接，在所述的毛細管式加樣針下方設置樣本杯固定器，所述樣本杯固定器中設有參照液樣本杯和被測液樣本杯。
3.根據權利要求2所述的流體粘度測量裝置，其特征在于所述加樣管路中設置有一個毛細管段，所述樣本杯固定器為一個可旋轉換位的樣本盤。
4.根據權利要求2所述的流體粘度測量裝置，其特征在于所述壓力傳感器通過無線式數據通道與一個解算處理器電連接。
5.根據權利要求2所述的流體粘度測量裝置，其特征在于所述樣本杯固定器為一個直線換位的樣本盤，所述加樣針安裝架為一個直線移動式安裝架。
6.一種加樣毛細管路的流體粘度測量裝置，有一個機座，該機座上設有加樣針安裝架，其特征在于所述加樣針安裝架上固定一個加樣針，該加樣針通過一個加樣管路與一個加樣泵連通，所述加樣針體或者加樣管路中的一個區(qū)段是毛細管，在所述加樣針體或者所述加樣管路上設置一個壓力傳感器，該壓力傳感器通過數據線與一個解算處理器電連接，所述解算處理器通過控制線與所述加樣泵輸入端電連接，在所述的毛細管式加樣針下方設置樣本杯固定器，所述樣本杯固定器中設有參照液樣本杯和被測液樣本杯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種毛細管路的流體粘度測量方法及裝置，使用一個加樣毛細管路的流體粘度測量裝置進行數據采集，利用解算處理器對數據進行處理，輸出被測流體的粘度數據；所述流體粘度測量裝置有一個機座，該機座上設有加樣針安裝架，所述加樣針安裝架上固定一個毛細管式加樣針，該加樣針通過一個加樣管路與一個加樣泵連通，在所述加樣針體或者所述加樣管路上設置一個壓力傳感器，該壓力傳感器通過數據線與一個解算處理器電連接，所述解算處理器通過控制線與所述加樣泵輸入端電連接，在所述的毛細管式加樣針下方設置樣本杯固定器，所述樣本杯固定器中設有參照液樣本杯和被測液樣本杯。
文檔編號G01N11/08GK1920526SQ20051009282
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月22日 優(yōu)先權日2005年8月22日
發(fā)明者陳生, 肖繼昌 申請人:北京普利生儀器有限公司