分析了如何正確使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果
2019-09-23
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旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)廣泛用于測(cè)定石油、涂料、涂料、塑料、食品、藥品、粘合劑等流體的動(dòng)態(tài)粘度。該儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，方便實(shí)用。在長(zhǎng)期對(duì)這類儀器的驗(yàn)證過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)很多用戶，尤其是中小企業(yè)的測(cè)試人員在使用過(guò)程中存在很多問(wèn)題。我們所驗(yàn)證的儀器性能往往優(yōu)于國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程的要求，但用戶在檢測(cè)樣品時(shí)的數(shù)據(jù)偏差非常大。分析了如何正確使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果。
簡(jiǎn)要介紹了旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的測(cè)量原理：
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)啟動(dòng)后的檢測(cè)零，這個(gè)操作通常在不安裝轉(zhuǎn)子，然后在外層圓柱半徑為R1同軸安裝的內(nèi)缸半徑R2,充滿了粘性流體，同步電動(dòng)機(jī)在恒速旋轉(zhuǎn)，連續(xù)的刻度盤(pán)，再通過(guò)彈簧平衡和沿管軸旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)子），內(nèi)桶（轉(zhuǎn)子）基于流體粘性力矩的影響，作用越大，平衡彈簧的競(jìng)爭(zhēng)和扭矩越大，那么刻度盤(pán)上的指針就越大。液體的動(dòng)態(tài)粘度是由讀數(shù)乘以一個(gè)特定的系數(shù)得到的。
根據(jù)其測(cè)量原理，為了獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)，必須注意以下幾點(diǎn)：
1、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的性能指標(biāo)必須符合國(guó)家計(jì)量檢驗(yàn)程度的要求。使用的儀器應(yīng)該定期檢查，必要時(shí)（儀器常用的或在一個(gè)合格的臨界狀態(tài)），它應(yīng)該在一個(gè)中間自檢確認(rèn)其測(cè)量性能是合格的，系數(shù)誤差是在允許的范圍內(nèi)，否則不能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
2、要特別注意被測(cè)液體的溫度。許多用戶忽略了這一點(diǎn)，認(rèn)為溫度幾乎無(wú)關(guān)緊要。實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)溫度偏差為0.5℃時(shí)，某些液體的粘度值大于5%。溫度偏差對(duì)粘度有很大的影響。因此，應(yīng)特別注意將被測(cè)液體的溫度保持在規(guī)定的溫度點(diǎn)附近。為了準(zhǔn)確測(cè)量，不要超過(guò)0.1℃。
3、測(cè)量容器（外筒）的選擇。對(duì)于雙缸旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，請(qǐng)仔細(xì)閱讀儀器說(shuō)明書(shū)，不同轉(zhuǎn)子（內(nèi)缸）匹配相應(yīng)的外缸，否則測(cè)量結(jié)果會(huì)有較大偏差。對(duì)于單筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，原則上要求外筒半徑為無(wú)窮大，實(shí)際測(cè)量時(shí)要求外筒內(nèi)徑不小于一定尺寸。例如，上海天平儀器廠生產(chǎn)的ndj-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，測(cè)量時(shí)要求燒杯或直筒容器的直徑不小于70mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)容器內(nèi)徑過(guò)小時(shí)，測(cè)量誤差較大，特別是當(dāng)容器內(nèi)徑過(guò)小時(shí)。使用1個(gè)轉(zhuǎn)子。
4、正確選擇轉(zhuǎn)子或調(diào)整轉(zhuǎn)速，使顯示值在20 - 90格之間。
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)采用百分表和指針式讀數(shù)，其穩(wěn)定性和讀數(shù)偏差與0.5格集成。如果讀數(shù)過(guò)小，如5格左右，相對(duì)誤差大于10%。如果選擇合適的轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)速使讀數(shù)在50格以內(nèi)，相對(duì)誤差可降低到1%。當(dāng)指示值大于90 bar時(shí)，福音書(shū)產(chǎn)生的扭矩過(guò)大，容易產(chǎn)生蠕變，損壞福音書(shū)。因此，有必要正確選擇轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速。
5、頻率調(diào)整。國(guó)內(nèi)儀表的標(biāo)稱頻率為50Hz，而我國(guó)目前的電源頻率也是50Hz。我們使用頻率計(jì)來(lái)測(cè)試小于0.5%的變異性，所以一般測(cè)量不需要頻率校正。旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)轉(zhuǎn)子浸入液體的深度和氣泡的影響。
6、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)對(duì)轉(zhuǎn)子浸入液體的深度有嚴(yán)格的要求，必須按照說(shuō)明書(shū)操作（有些雙筒儀器對(duì)被測(cè)液體的量有嚴(yán)格的要求，必須用量筒測(cè)量）。在轉(zhuǎn)子浸入液體的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生氣泡，其中大部分在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間后會(huì)浮起來(lái)并消失。有時(shí)轉(zhuǎn)子下部附著的氣泡無(wú)法消除，氣泡的存在會(huì)給測(cè)量數(shù)據(jù)帶來(lái)較大的偏差。因此，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行緩慢傾斜是一種有效的方法。
7、轉(zhuǎn)子清洗。測(cè)量轉(zhuǎn)子（包括外筒）要清潔無(wú)污物，一般應(yīng)在測(cè)量后及時(shí)清洗，特別是測(cè)試后的油漆和粘合劑。注意清洗方法，可以用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑浸泡，不要用金屬工具等硬刮，因?yàn)檗D(zhuǎn)子表面有嚴(yán)重劃痕會(huì)帶來(lái)測(cè)量結(jié)果的偏差。
8、其他注意事項(xiàng)。
大多數(shù)儀器需要調(diào)整電平。在更換轉(zhuǎn)子和調(diào)整轉(zhuǎn)子高度后，以及在測(cè)量過(guò)程中，隨時(shí)注意液位問(wèn)題。有些儀器需要配備一個(gè)保護(hù)架。請(qǐng)仔細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)并按規(guī)定安裝。確定旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)是否近似于牛頓流體。對(duì)于非牛頓流體，選擇后應(yīng)規(guī)定轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時(shí)間，以免誤解為不準(zhǔn)確的儀器。
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