博勒飞不同型号粘度计的测试数据之间如何对比?
时间:2019-06-24 阅读:2350
博勒飞不同型号粘度计的测试数据之间如何对比?
首先,我们要了解粘度计的粘度测量,是一种相对测量方法。进行同一个样品的测量数据比
较,请务必使用相同量程的粘度计机型(LV、RV、HA、HB 等)以及相同的测量方法(包含
转子型号、转速、测试温度、读数时间等);否则,同一样品的测试结果可能会有很大的差
异。
当我们使用不同型号的粘度计测量同一个样品时,所得到的测试数据能否对比取决于具体的
粘度计型号差异。某些型号之间,如测量系统(转子)形状相同的量程为 RV/HA/HB 系列的
转子式粘度计之间可以进行部分数据对比。
大多数的情况下,例如粘度计本身的测量系统(转子)形状就不同的 LV 机型和 RV/HA/HB
机型之间则
无法进行数据对比。下面就不同型号的粘度计数据对比做一简要说明。
转子式粘度计之间的数据对比
转子式粘度计粘度测试量程的计算公式:
粘度测试量程 = TK(扭矩常数)* SMC(转子常数)* (100*100 / 转速)
TK 值:
LV 型 = 0.09373
RV 型 = 1
HA 型 = 2
HB 型 = 8
SMC 值:
SC4-14 | 125 |
SC4-15 | 50 |
SC4-16 | 128 |
SC4-18 | 3.2 |
SC4-21 | 5 |
SC4-25 | 512 |
SC4-27 | 25 |
SC4-28 | 50 |
SC4-29 | 100 |
SC4-31 | 32 |
SC4-34 | 64 |
SC4-37 | 25 |
RV1 | 1 |
RV2 | 4 |
RV3 | 10 |
RV4 | 20 |
RV5 | 40 |
RV6 | 100 |
RV7 | 400 |
HB1 | 1 |
HB2 | 4 |
HB3 | 10 |
HB4 | 20 |
HB5 | 40 |
HB6 | 100 |
HB7 | 400 |
由如上公式可得,相同转子相同转速(及相同温度)的条件下,HB 机型粘度计的测试量程
为 RV 机型的 8 倍。
BROOKFIELD 旋转式旋转粘度计的 有效使用量程为扭矩值的 10% - 100%(扭矩值可在仪器
屏幕右下角获得),因此,当 RV 型转子粘度计的测试扭矩达到 80%-100%之间时,才可与
HB 机型对比;如若该样品使用 RV 型测得的扭矩值低于 80%时,也就意味着使用 HB 型粘
度计时,扭矩值低于 10%,此时 HB 型测得的粘度数据是无效的!
BROOKFIELD 旋转式旋转粘度计测得的粘度数据是样品的相对粘度值,因此,当转子,转速
及温度条件相同时,在仪器的量程范围内,RV 机型与 HB 机型测得的数据是基本一致的。
但是由于仪器自身的测量误差 = 当前测试条件下的量程* 1%,因此 HB 机型测得数据的绝
对误差比 RV 机型的大 8 倍。
为了获得可靠的测试数据比对,建议与需要做比对的参照方使用同样的机型。如若必须使用
RV 机型与 HB 机型在相同转子,转速和温度的测试条件下进行比较,可通过同时调高 2 台
机型的转速,或者更换尺寸更大的转子,以使得 RV 机型的测试扭矩在 80%-100%之间,以
便 2 台粘度计的测试数据同时落在 10%-100%的有效扭矩测试范围内。但由于两者之间的交
集范围太窄,实际测试中很多样品可能经常会出现 RV 机型超量程,而 HB 机型尚未达到有
效读数(10%以上)的情况。
二. 转子式粘度计与锥板式粘度计的数据对比
DV 系列粘度计与锥板式粘度计的转子形状不同,因此转子的剪切率常数不同,对于非牛顿
流体,在相同转速下测得的黏度值往往会不相同。但是从流变学的角度来看,由于 粘
度值 = 剪切应力 / 剪切速率, 因此,当样品在相同的剪切速率及相同温度的条件下,粘
度计测得的粘度数据的变化关联是有一定可比性的。
BROOKFIELD 转子式粘度计的 SSA 附件(小量样品适配器)及锥板式粘度计的转速与剪切速
率(Shear Rate)存在以下的换算关系:
粘度计转子的剪切速率 = SRC(转子剪切速率常数)* 当前转速
SC4-14 | 0.4 |
SC4-15 | 0.48 |
SC4-16 | 0.29 |
SC4-18 | 1.32 |
SC4-21 | 0.93 |
SC4-25 | 0.22 |
SC4-27 | 0.34 |
SC4-28 | 0.28 |
SC4-29 | 0.25 |
SC4-31 | 0.34 |
SC4-34 | 0.28 |
SC4-37 | 0.36 |
CAP01 | 13.3 |
CAP02 | 13.3 |
CAP03 | 13.3 |
CAP04 | 3.3 |
CAP05 | 3.3 |
CAP06 | 3.3 |
CAP07 | 2.0 |
CAP08 | 2.0 |
CAP09 | 2.0 |
CAP10 | 5.0 |
由如上公式可得,当 RVDV2T 机型的 SC4-14 转子在 10RPM 下时,对样品的剪切速率 = 0.4 *
10 = 4 1/s(剪切速率的单位为 1/s)。此时,如若希望用 CAP2000 型锥板粘度计的 5 号转
子得到相同的剪切速率,则转速应设定为 4 / 3.3 = 1.2 RPM。
实际测试中,尽管我们可以通过在不同机型上设定相同的剪切速率与测试温度,得到相近的
粘度测量值。但是由于不同机型/不同测量体系的测量范围不同以及转子的剪切率常数不同,
使得样品受到剪切场的条件也不同,所以往往得到的粘度值会存在一定的差异,差异的
大小取决于样品的流变特性。有关流变学原理的阐述,您可以参考我公司的专著《More
Solutions to Sticky Problems》,中文翻译为《粘度测量疑难解答》。
虽然使用转子粘度计与锥板粘度计测得的数据存在数值上的差异,但非牛顿流体类样品随着
设定的剪切速率变化所产生的粘度值变化的趋势,却是大致相同的。因此,针对同一样品,
可以通过多组数据的统计分析来得到一个经验对比常数,以便日常测试数据的转换对比。因
此,我们不建议在不同机型/不同测量系统中来进行测试数据的比对。
旋转粘度计无论是何种机型,都在测量范围上有比较大的局限性,常常需要更换转子或转速
来实现大范围的测量,是操作不方便,第二是要进行数据比较时,由于测量条件的改变
使得剪切率条件改变了,所以无法进行有效比较。因此对非牛顿流体而言,要想比较方便地
进行数据比较、得到的粘度值和流变特性曲线,极力推荐客户使用 BROOKFIELD 旋
转流变仪 RS 系列产品!