旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的應(yīng)用和優(yōu)缺點(diǎn),以及使用時(shí)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(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)特征。測(cè)量流體的粘度和流動(dòng)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(cè)量流體粘度的方法主要有毛細(xì)管法、旋轉(zhuǎn)法、振動(dòng)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(cè)定粘度的儀器就是旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)定油脂、油漆、涂料、塑料、食物、藥物、膠粘劑等各種流體的動(dòng)力粘度。儀器由電動(dòng)機(jī)、恒速裝置、變速裝置、測(cè)量裝置和支架箱體等五部分組成,其基本原理主要是由***臺(tái)同步微型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒以定的速率在被測(cè)流體中旋轉(zhuǎn),由于受到流體粘滯力的作用,轉(zhuǎn)筒會(huì)產(chǎn)生滯后,與轉(zhuǎn)筒連接的彈性元件則會(huì)在旋轉(zhuǎn)的反方向上產(chǎn)生***定的扭轉(zhuǎn),通過(guò)測(cè)量扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的大小就可以計(jì)算得到流體的粘度值。
旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)是***種比較精密的儀器。它適用于所有的流體,儀器使用簡(jiǎn)單、測(cè)量快速方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠;便于連續(xù)測(cè)量,通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以測(cè)量不同剪切率下的流體粘度。但同時(shí),旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)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(jià)格昂貴等。因此,在使用時(shí)要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)要求及工業(yè)環(huán)境來(lái)選擇合適類型的粘度計(jì)。
另外,旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)的使用時(shí)要注意以下情況:
1、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的性能指標(biāo)必須滿足******計(jì)量檢定規(guī)程度要求。使用中的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)要進(jìn)行周期檢定,必要時(shí)(旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)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(jì)量性能合格,系數(shù)誤差在允許范圍內(nèi),否則無(wú)法獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
2、特別注意被測(cè)液體的溫度。 許多用戶忽視這***點(diǎn),認(rèn)為溫度差***點(diǎn)無(wú)所謂,我們的實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)溫度偏差0.5℃ 時(shí),有些液體粘度值偏差超過(guò)5% ,溫度偏差對(duì)粘度影響很大,溫度升高, 粘度下降。所以要特別注意將被測(cè)液體的溫度恒定在規(guī)定的溫度點(diǎn)附近,對(duì)測(cè)量不要超過(guò)0.1℃。
3、測(cè)量容器(外筒)的選擇。對(duì)于雙筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)要仔細(xì)閱讀儀器說(shuō)明書,不同的轉(zhuǎn)子(內(nèi)筒)匹配相應(yīng)的外筒, 否則測(cè)量結(jié)果會(huì)偏差巨大。對(duì)于單***圓筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì),原理上要求外筒半徑無(wú)限大,實(shí)際測(cè)量時(shí)要求外筒即測(cè)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(jì),要求測(cè)量用燒杯或直筒形容器直徑不小于70mm。實(shí)驗(yàn)證明特別在使用***號(hào)轉(zhuǎn)子時(shí),若容器內(nèi)徑過(guò)小引起較大的測(cè)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?lè)绞阶x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(duì)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(duì)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(guò)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(duì)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(jì)測(cè)試變動(dòng)性小于0.5%,所以***般測(cè)量不需要頻率修正。但對(duì)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(huì)產(chǎn)生20%的誤差,修正公式為:實(shí)際粘度=指示粘度×名義頻率÷實(shí)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(jì)對(duì)轉(zhuǎn)子浸入液體的深度有嚴(yán)格要求,必須按照說(shuō)明書要求操作(有些雙筒儀器對(duì)測(cè)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(guò)程中往往帶有氣泡,在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后***段時(shí)間大部分會(huì)上浮消失,附在轉(zhuǎn)子下部的氣泡有時(shí)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,所以傾斜緩慢地浸入轉(zhuǎn)子是***個(gè)有效的辦法。
7、轉(zhuǎn)子的清洗。測(cè)量用的轉(zhuǎn)子(包括外筒)要清潔無(wú)污物,***般要在測(cè)量后及時(shí)清洗,特別在測(cè)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(wàn)不要用金屬刀具等硬刮,因?yàn)檗D(zhuǎn)子表面有嚴(yán)重的刮痕時(shí)會(huì)帶來(lái)測(cè)量結(jié)果的偏差。
總而言之,雖然旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便,但假如不正確使用,依然會(huì)導(dǎo)致***臺(tái)檢定合格的儀器不能得到正確的測(cè)定結(jié)果,影響到產(chǎn)品質(zhì)量。