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粘度计的测量原理

时间:2013-10-24      阅读:819

粘度计的测量原理
 

首先,简单介绍一下粘度计的测量原理:
  旋转粘度计开机后首先要检测零位,这一操作一般在不安装转子的情况下进行,然后在半径R1的外筒里同轴地安装半径R2的内筒,其间充满了粘性流体,同步电机以稳定的速度旋转,接连刻度圆盘,再通过游丝和转轴带动内筒(即转子)旋转,内筒(即转子)即受到基于流体的粘性力矩的作用,作用越大,则游丝与之相抗衡而产生的扭矩也越大,于是指针在刻度盘上指示的刻度也就越大。将读数乘以特定的系数即得到液体的动力粘度。
  根据粘度计的测量原理,为了获得准确可靠的测量数据必须注意以下几点:
  一、粘度计的性能指标必须满足国家计量检定规程度要求
    使用中的粘度计要进行周期检定,必要时(粘度计使用频繁或处于合格临界状态)要进行中间自查以确定其计量性能合格,系数误差在允许范围内,否则无法获得准确数据。
  二、特别注意被测液体的温度
    许多用户忽视这一点,认为温度差一点无所谓,我们的实验证明:当温度偏差0.5℃ 时,有些液体粘度值偏差超过5% ,温度偏差对粘度影响很大,温度升高,粘度下降。所以要特别注意将被测液体的温度恒定在规定的温度点附近,对测量不要超过0.1℃。
  三、测量容器(外筒)的选择
    对于双筒旋转粘度计要仔细阅读仪器说明书,不同的转子(内筒)匹配相应的外筒,否则测量结果会偏差巨大。对于单一圆筒旋转粘度计,原理上要求外筒半径无限大,实际测量时要求外筒即测量容器的内径不低于某一尺寸。例如上海天平仪器厂生产的NDJ-1型旋转粘度计,要求测量用烧杯或直筒形容器直径不小于70mm。实验证明特别在使用一号转子时,若容器内径过小引起较大的测量误差。
  四、正确选择转子或调整转速,使示值在20~90格之间
    该类仪器采用刻度盘加指针方式读数,粘度计的稳定性及读数偏差综合在一起有0.5格,如果读数偏小如5格附近,引起的相对误差在10%以上,如果选择合适的转子或转速使读数在50格,那么其相对误差可降低到1%。如果示值在90格以上,使游丝产生的扭矩过大,容易产生蠕变,损伤游丝,所以一定要正确选择粘度计的转子和转速。
  五、粘度计的频率修正
    对于国产粘度计名义频率在50Hz,而我国目前的供电频率也是50 Hz,我们用频率计测试变动性小于0.5%,所以一般测量不需要频率修正。但对于日本和欧美的有些仪器,名义频率在60Hz,必须进行频率修正,否则会产生20%的误差,修正公式为:
  实际粘度=指示粘度×名义频率÷实际频率
  六、粘度计转子浸入液体的深度及气泡的影响
    旋转粘度计对转子浸入液体的深度有严格要求,必须按照粘度计说明书要求操作(有些双筒粘度计对测试的液体用量有严格要求,必须用量筒量取)。在粘度计转子浸入液体的过程中往往带有气泡,在粘度计转子旋转后一段时间大部分会上浮消失,附在转子下部的气泡有时无法消除,气泡的存在会给测量数据带来较大的偏差,所以倾斜缓慢地浸入粘度计转子是一个有效的办法。
  七、粘度计转子的清洗
    测量用的转子(包括外筒)要清洁无污物,一般要在测量后及时清洗,特别在测油漆和胶粘剂之后。要注意清洗的方法,可用合适的有机溶剂浸泡,千万不要用金属刀具等硬刮,因为粘度计的转子表面有严重的刮痕时会带来测量结果的偏差。
  八、其他需注意的问题
  1、大部分粘度计需要调整水平,在更换转子和调节转子高度后以及在测量过程中随时注意水平问题,否则会引起读数偏差甚至无法读数。
  2、有些粘度计需装保护架,仔细阅读粘度计说明书按规定安装,否则会引起读数偏差。
  3、确定是否为近似牛顿流体,对于非牛顿流体应经过选择后规定转子、转速和旋转时间,以免误解为仪器不准。


选择粘度计的4个参数:

1.温度,是否需要控温,温度范围是多少?

2.粘度的范围,也就是您样品可能的粘度范围。

3.是否需要在固定的剪切速率下测量,或者固定转速、转子等

4.样品量,就是样品是否贵重,是否需要控制样品的用量。

粘度计使用:

1、机器一定要保持水平状态

2、转子放入样品中时要避免产生气泡,否则测量出的粘度值会 降低,避免的方法是将转子倾斜的放入样品中,然后再安装转子,转子不能碰到杯壁和杯底,被测量的样品必须没过规定的刻度。

3、再测量不同的样品时,必须保持转子的清洁和干燥,,如果转子残留有其它样品或清洁后残留的水,就会影响测量的准确度

4、酸性(PH)zui大不能超过2,如果酸性过大应选用特殊转子,使用ULA时要确定好样品量(只需16ml)

5、根据测定的粘度范围选择粘度标准液,并在每次使用粘度计或流变仪前对仪器进行验证,或定期校验,以保证测量的准确性。BROOKFIELD可提供各粘度范围的符合牛顿流体性质的硅油或油类标准品,精度±1%,粘度标准液的建议使用期限为自开封起一年。

6、取值要在数值比较稳定时,否则取得的数值会存在较大的误差

7、选择转子时,要看被测量的样品的粘度和几号转子的测量范围zui接近,就选几号。

8、连接转子时要用左手轻轻托起并捏住心轴(主机上),右手旋转转子,这样操作是为了保护机身内的心轴和游丝,这样可以延长仪器的使用寿命。

 

 

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