ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, КАЛИБРОВКА И АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ ВИСКОЗИМЕТРОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Аннотация

В данном исследовании представлено всестороннее изучение динамического моделирования, калибровки и оценки точности вискозиметров нового поколения, предназначенных для измерения вязкости высокоэффективных жидкостей. Была разработана аналитическая модель с сосредоточенными параметрами, и структура взаимодействия жидкости и структуры на основе метода конечных элементов для характеристики сдвигов резонанса и эффектов вязкого демпфирования в широком диапазоне вязкостей жидкостей. Калибровка проводилась с использованием сертифицированных эталонных жидкостей с вязкостью от 1 до 10 000 мПа∙с, что позволило получить оптимизированные нелинейные калибровочные кривые с высокой предсказательной способностью. Экспериментальные результаты подтвердили теоретические модели, показав, что оценка вязкости на основе резонанса дала отклонения менее 2 % для жидкостей с низкой и средней вязкостью и менее 4 % для жидкостей с высокой вязкостью. Анализ неопределенности по методу Монте-Карло выявил, что основными факторами, влияющими на погрешность, являются колебания температуры и геометрические допуски. Предложенный вискозиметр продемонстрировал улучшение времени отклика на 15–20 % и повышенную чувствительность по сравнению с коммерческими системами. В данной работе создана интегрированная структура моделирования и калибровки, которая значительно улучшает метрологические характеристики современной вибрационной вискозиметрии и обеспечивает масштабируемую основу для промышленных приложений в режиме реального времени.