中文摘要：

粘度是流体的重要物理性质和技术指标之一，粘度的准确测定在许多工业部 门和科学研究领域中都具有重要意义。以往流体粘度的分析往往是采集试样送实验室测试，此方式实时性差、难以重现现场工况条件，容易错过最佳控制时机。针对传统及现代流体粘度在线测量的局限性，本课题拟采用理论推导分析、实验验证与技术改进相结合、循序渐进的研究方法开展基于弯曲振动的流体粘度在线测量技术的基础与应用研究。主要包括:粘性液体的内摩擦力分析；弯曲振动中流体粘滞力分析；强迫流体弯曲振动的耗能分析与建模；敏感管结构阻尼耗能分析与建模；弯曲振动激励模型与数字激励技术；复合信号的检测与处理技术。如果本课题的研究取得设想的效果，则可增加一种新的流体粘度在线测量方法，同时利用单一传感器即可实现粘度、质量流量、密度等多参数的在线计量，将填补我国流量多参数测量技术领域的空白，促进相关领域的技术发展。

结论摘要：

依据国家自然科学基金申请书相关内容，完成了相关研究工作；受本基金的资助，申请国家发明专利5项，已授权3项；发表学术论文多篇；培养硕士研究生10余名。研究成果基本满足要求。粘度作为反映流体粘性大小程度的重要物理参数，在许多工业生产领域，都需要对其进行实时监测控制。Coiolis质量流量计作为一种较为先进的精密仪器以其优越的性能在工业领域得到了广泛的运用。不增加附加装置直接在Coiolis质量流量计弯曲振动基础上实现流体粘度的测量，可增加一种新的流体粘度在线测量方法。针对传统及现代流体粘度在线测量的局限性，以及Coiolis质量流量计的特点开展了以下研究工作 1.建立测量管弯曲振动力学模型。分析并建立了测量管中无流体、含理想流体、含粘性流体时的弯曲振动力学模型； 2.建立粘度与驱动功率之间的数学模型。采用微元分析方法，系统分析了测量管内轴向无流速时、轴向有流速时粘性流体随测量管弯曲恒幅谐振状态下的粘性力及粘性力耗能规律，推导了轴向无流速、轴向有流速下粘度与驱动功率之间的数学模型； 3.实现传感器管弯曲振动数字化激励。根据反馈信号和驱动信号的相位差计算得到测量管的固有频率，并根据此频率合成正弦信号来作为驱动信号，通过保持驱动频率不变、降低振动管给定振幅等方式维持测量管频率和振幅的稳定；。 4.实现Coiolis质量流量计传感器管弯曲振动的数字化激励与检测信号数字处理。采用FPGA与DSP相结合，实现传感器振动的数字化精密控制与检测信号的综合处理，解算管内流体弯曲振动的能耗，实现了利用现有弯管Coriolis质量流量计在线测量粘度； 5. Coiolis质量流量计在线监测技术。通过监测Coiolis质量流量计运行时零点的变化状态、流量校准系数、流量计测量管的谐振频率、系统驱动功率及流量计对流体参数的测量值的变化趋势，判断流量计处于怎样的异常工作状态，利用该异常工作状态下对应的测量值校准模型对测量值进行校准。利用Coiolis质量流量计实现粘度、质量流量、密度等多参数的在线计量，填补我国流量多参数测量技术领域的空白，同时可实现流量计在线自监测，促进相关领域的技术发展。由于粘度测量主要通过测量输入能量来解算粘度值，在实际测量中容易受到很多因素的影响和限制。流体状态、温度、气泡、脉动流等均会影响粘度测量精度，也是后续的研究的主要方向。