旋轉(zhuǎn)粘度計的應(yīng)用和優(yōu)缺點(diǎn),以及使用時需要注意的地方
粘度是流體的重要物理性質(zhì)之***,是食品業(yè)、油漆業(yè)聚合涂層業(yè)、石油工業(yè)及其它工業(yè)的***個重要的標(biāo)準(zhǔn)特征。測量流體的粘度和流動性在工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)學(xué)科研究中具有十分重要的意義。目前測量流體粘度的方法主要有毛細(xì)管法、旋轉(zhuǎn)法、振動法及落球法等等。其中,旋轉(zhuǎn)法是***種比較常用的方法,使用這種方法測定粘度的儀器就是旋轉(zhuǎn)粘度計。
旋轉(zhuǎn)粘度計廣泛應(yīng)用于測定油脂、油漆、涂料、塑料、食物、藥物、膠粘劑等各種流體的動力粘度。儀器由電動機(jī)、恒速裝置、變速裝置、測量裝置和支架箱體等五部分組成,其基本原理主要是由***臺同步微型電動機(jī)帶動轉(zhuǎn)筒以定的速率在被測流體中旋轉(zhuǎn),由于受到流體粘滯力的作用,轉(zhuǎn)筒會產(chǎn)生滯后,與轉(zhuǎn)筒連接的彈性元件則會在旋轉(zhuǎn)的反方向上產(chǎn)生***定的扭轉(zhuǎn),通過測量扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的大小就可以計算得到流體的粘度值。
旋轉(zhuǎn)式粘度計是***種比較精密的儀器。它適用于所有的流體,儀器使用簡單、測量快速方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠;便于連續(xù)測量,通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以測量不同剪切率下的流體粘度。但同時,旋轉(zhuǎn)式粘度計也有***些缺點(diǎn),如所需的硬件設(shè)備較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴等。因此,在使用時要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)要求及工業(yè)環(huán)境來選擇合適類型的粘度計。
另外,旋轉(zhuǎn)式粘度計的使用時要注意以下情況:
1、旋轉(zhuǎn)粘度計的性能指標(biāo)必須滿足******計量檢定規(guī)程度要求。使用中的旋轉(zhuǎn)粘度計要進(jìn)行周期檢定,必要時(旋轉(zhuǎn)粘度計使用頻繁或處于合格臨界狀態(tài))要進(jìn)行中間自查以確定其計量性能合格,系數(shù)誤差在允許范圍內(nèi),否則無法獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
2、特別注意被測液體的溫度。 許多用戶忽視這***點(diǎn),認(rèn)為溫度差***點(diǎn)無所謂,我們的實驗證明:當(dāng)溫度偏差0.5℃ 時,有些液體粘度值偏差超過5% ,溫度偏差對粘度影響很大,溫度升高, 粘度下降。所以要特別注意將被測液體的溫度恒定在規(guī)定的溫度點(diǎn)附近,對測量不要超過0.1℃。
3、測量容器(外筒)的選擇。對于雙筒旋轉(zhuǎn)粘度計要仔細(xì)閱讀儀器說明書,不同的轉(zhuǎn)子(內(nèi)筒)匹配相應(yīng)的外筒, 否則測量結(jié)果會偏差巨大。對于單***圓筒旋轉(zhuǎn)粘度計,原理上要求外筒半徑無限大,實際測量時要求外筒即測量容器的內(nèi)徑不低于某***尺寸。例如上海天平儀器廠生產(chǎn)的NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計,要求測量用燒杯或直筒形容器直徑不小于70mm。實驗證明特別在使用***號轉(zhuǎn)子時,若容器內(nèi)徑過小引起較大的測量誤差。
4、正確選擇轉(zhuǎn)子或調(diào)整轉(zhuǎn)速,使示值在20~90格之間。儀器采用刻度盤加指針方式讀數(shù),其穩(wěn)定性及讀數(shù)偏差綜合在***起有0.5格,如果讀數(shù)偏小如5格附近,引起的相對誤差在10%以上,如果選擇合適的轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)速使讀數(shù)在50格,那么其相對誤差可降低到1%。如果示值在90格以上,使游絲產(chǎn)生的扭矩過大,容易產(chǎn)生蠕變,損傷游絲,所以***定要正確選擇轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速。
5、頻率修正。 對于***產(chǎn)儀器名義頻率在50Hz,而我***目前的供電頻率也是50 Hz,我們用頻率計測試變動性小于0.5%,所以***般測量不需要頻率修正。但對于日本和歐美的有些儀器, 名義頻率在60Hz, 必須進(jìn)行頻率修正,否則會產(chǎn)生20%的誤差,修正公式為:實際粘度=指示粘度×名義頻率÷實際頻率
6、轉(zhuǎn)子浸入液體的深度及氣泡的影響。 旋轉(zhuǎn)粘度計對轉(zhuǎn)子浸入液體的深度有嚴(yán)格要求,必須按照說明書要求操作(有些雙筒儀器對測試的液體用量有嚴(yán)格要求,必須用量筒量取)。在轉(zhuǎn)子浸入液體的過程中往往帶有氣泡,在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后***段時間大部分會上浮消失,附在轉(zhuǎn)子下部的氣泡有時無法消除,氣泡的存在會給測量數(shù)據(jù)帶來較大的偏差,所以傾斜緩慢地浸入轉(zhuǎn)子是***個有效的辦法。
7、轉(zhuǎn)子的清洗。測量用的轉(zhuǎn)子(包括外筒)要清潔無污物,***般要在測量后及時清洗,特別在測油漆和膠粘劑之后。要注意清洗的方法,可用合適的有機(jī)溶劑浸泡,千萬不要用金屬刀具等硬刮,因為轉(zhuǎn)子表面有嚴(yán)重的刮痕時會帶來測量結(jié)果的偏差。
總而言之,雖然旋轉(zhuǎn)粘度計結(jié)構(gòu)簡單、使用方便,但假如不正確使用,依然會導(dǎo)致***臺檢定合格的儀器不能得到正確的測定結(jié)果,影響到產(chǎn)品質(zhì)量。