粘度計

粘度計

測量流體粘度的物性分析儀器
粘度計是測量流體粘度的物性分析儀器。[1]粘度是流體物質的一種物理特性,反映流體受外力作用時分子間呈現的内部摩擦力,物質的粘度與其化學成分密切相關。在工業生産和科學研究中,常依通過測量粘度來監控物質的成分或品質。
    中文名:粘度計 外文名:Viscosimeter 用途:實際流體粘度測量 涉及學科:力學 分類:毛細管粘度計、旋轉粘度計等

主要分類

按工作方式分:毛細管式、旋轉式和振動式3種。

毛細管式粘度計:毛細管式粘度計通常為賽氏粘度計,是一種常見的粘度計。其工作原理是:樣品容器(包括流出毛細管)内充滿待測樣品,處于恒溫浴内,液柱高度為h。打開旋塞,樣品開始流向受液器,同時開始計算時間,到樣品液面達到刻度線為止。樣品粘度越大,這段時間越長。因此,這段時間直接反映出樣品的粘度。

旋轉式粘度計:常見的旋轉式粘度計是錐闆式粘度計。主要包括一塊平闆和一塊錐闆。電動機經變速齒輪帶動平闆恒速旋轉,依靠毛細管作用使被測樣品保持在兩闆之間,并借樣品分子間的摩擦力而帶動錐闆旋轉。在扭矩檢測器内的扭簧的作用下,錐闆旋轉一定角度後不再轉動。此時,扭簧所施加的扭矩與被測樣品的分子内部摩擦力(即粘度)有關:樣品粘度越大,扭矩越大。扭矩檢測器内設有一個可變電容器,其動片随着錐闆轉動,從而改變本身的電容數值。這一電容變化反映出的扭簧扭矩即為被測樣品的粘度,由儀表顯示出來。

旋轉粘度計具有使用方便、性能穩定、維護簡單等優點,适用于測量各種油脂、油漆、油墨、塗料、塑料、漿料、橡膠、乳膠、洗滌劑、樹脂、煉乳、奶油、藥物、以及化妝品等各種流體的粘度,是紡織、化工、石油、機電、醫藥、食品、輕工、建築等行業以及大專院校、科研單位、軍工部門的實驗室、分析室必備儀器。

旋轉粘度計開機後首先要檢測零位,這一操作一般在不安裝轉子的情況下進行,然後在半徑R1的外筒裡同軸地安裝半徑R2的内筒,其間充滿了粘性流體,同步電機以穩定的速度旋轉,接連刻度圓盤,再通過遊絲和轉軸帶動内筒(即轉子)旋轉,内筒(即轉子)即受到基于流體的粘性力矩的作用,作用越大,則遊絲與之相抗衡而産生的扭矩也越大,于是指針在刻度盤上指示的刻度也就越大。将讀數乘以特定的系數即得到液體的動力粘度。

振動式粘度計:這種粘度計的工作原理是:處于流體内的物體振動時會受到流體的阻礙作用,此作用的大小與流體的粘度有關。常用的振動式粘度計有超聲波粘度計,其探測器内有一個彈片。在受脈沖電流激勵時,彈片産生超聲波範圍的機械振動。當彈片浸在被測樣品中時,彈片的振幅與樣品的粘度和密度有關。在已知密度的情況下,可從測出的振幅數據求得粘度數值。

按測量産品的種類:

錫膏粘度計:錫膏粘度計采用了螺旋泵式傳感器的共軸雙重圓筒型回轉粘度計,主要用來測量錫膏、膜厚粘膏、粘合劑、錫膏抗焊漆、液狀抗焊漆、其他的油墨、粘膏類等。根據測定部密封性,具有溫度調整技能,能夠連接到個人電腦,自動測量,數據讀取做自動計算。

便攜式粘度計:便攜式粘度計是采用共軸二重圓筒式,螺形線滑法泵傳感器維持固定流,根據連接攪拌粘度變化正确能測量粘體的粘度。

粘度控制儀:粘度控制儀能夠很好地管理塗料、墨水、粘着劑、食品、藥品、油等各種各樣的流體的粘度;采用共軸二重圓筒式;螺形線滑法泵傳感器維持固定流,能得到穩定了的數值;接連根據攪拌粘度變化的粘性體的粘度正确能測量。

斯托默粘度計:斯托默粘度計是用于測定油漆和其他用KU值表示塗料粘稠度的測試儀器。該儀器遵循的設計依據為ASTM标準及GB9269—88标準。天津市精科材料試驗機廠是專業生産油漆、塗料、油墨設備材料試驗機及塗料行業試驗室專用設備的最大型企業。本粘度計采用單片微機,操作者不用查表即可從本儀器上直接讀得測樣品的KU值。

工作原理:将漿式轉子浸入被測樣品中,增減砝碼重量使漿葉型轉子的轉速保持在200轉/分的狀态,輸入被測樣品在200轉/分時的重量通過單片微機置換成粘稠度KU值。

技術參數:

1、電壓:220V 50HZ

2、漿葉尺寸:54*7.9*0.8

3、容器容量:≈50cml

4、砝碼重量:5g~500g

5、外形尺寸:220*220*390(長*寬*高)

6、重量:10Kg

注意事項

根據其測量原理,為了獲得準确可靠的測量數據必須注意以下幾點:

一、儀器的性能指标必須滿足中國國家計量檢定規程度要求。使用中的儀器要進行周期檢定,必要時(儀器使用頻繁或處于合格臨界狀态)要進行中間自查以确定其計量性能合格,系數誤差在允許範圍内,否則無法獲得準确數據。

二、特别注意被測液體的溫度。許多用戶忽視這一點,認為溫度差一點無所謂,我們的實驗證明:當溫度偏差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。所以要特别注意将被測液體的溫度恒定在規定的溫度點附近,對精确測量最好不要超過0.1℃。

三、測量容器(外筒)的選擇。對于雙筒旋轉粘度計要仔細閱讀儀器說明書,不同的轉子(内筒)匹配相應的外筒,否則測量結果會偏差巨大。對于單一圓筒旋轉粘度計,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内徑不低于某一尺寸。例如上海天平儀器廠生産的NDJ-1型旋轉粘度計,要求測量用燒杯或直筒形容器直徑不小于70mm。實驗證明特别在使用一号轉子時,若容器内徑過小引起較大的測量誤差。

四、正确選擇轉子或調整轉速,使示值在20~90格之間。該類儀器采用刻度盤加指針方式讀數,其穩定性及讀數偏差綜合在一起有0.5格,如果讀數偏小如5格附近,引起的相對誤差在10%以上,如果選擇合适的轉子或轉速使讀數在50格,那麼其相對誤差可降低到1%。如果示值在90格以上,使遊絲産生的扭矩過大,容易産生蠕變,損傷遊絲,所以一定要正确選擇轉子和轉速。

五、頻率修正。對于中國國産儀器名義頻率在50Hz,而中國的供電頻率也是50Hz,用頻率計測試變動性小于0.5%,所以一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,必須進行頻率修正,否則會産生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。

六、轉子浸入液體的深度及氣泡的影響。旋轉粘度計對轉子浸入液體的深度有嚴格要求,必須按照說明書要求*作(有些雙筒儀器對測試的液體用量有嚴格要求,必須用量筒量取)。在轉子浸入液體的過程中往往帶有氣泡,在轉子旋轉後一段時間大部分會上浮消失,附在轉子下部的氣泡有時無法消除,氣泡的存在會給測量數據帶來較大的偏差,所以傾斜緩慢地浸入轉子是一個有效的辦法。

七、轉子的清洗。測量用的轉子(包括外筒)要清潔無污物,一般要在測量後及時清洗,特别在測油漆和膠粘劑之後。要注意清洗的方法,可用合适的有機溶劑浸泡,千萬不要用金屬刀具等硬刮,因為轉子表面有嚴重的刮痕時會帶來測量結果的偏差。

八、其他需注意的問題。

1.大部分儀器需要調整水平,在更換轉子和調節轉子高度後以及在測量過程中随時注意水平問題,否則會引起讀數偏差甚至無法讀數。

2.有些儀器需裝保護架,仔細閱讀說明書按規定安裝,否則會引起讀數偏差。

3.确定是否為近似牛頓流體,對于非牛頓流體應經過選擇後規定轉子、轉速和旋轉時間,以免誤解為儀器不準。綜上所述,旋轉粘度計雖然結構簡單、使用方便,但如果不正确使用,一台檢定合格的儀器卻不能得到準确的測量結果,影響産品質量。

主要應用

實際工程和工業生産中,經常需要在線檢測流體的粘度,以保證最佳的過程運行環境和産品質量,從而提高生産效益。通過在線測量過程中的液體粘度,可以得到液體流變行為的數據,對于預測産品工藝過程的工藝控制,輸送性以及産品在使用時的操作性有着重要的指導價值。液體的特性往往和産品的其他特性如顔色,密度,穩定性,固體成分含量和分子量的改變有關系,而檢測這些特性的最方便和靈敏的方法就是在線檢測液體的粘度。在生産過程中根據工藝技術要求的範圍進行在線粘度檢測,可以最大限度的減少産品的報廢率和生産線的停工期。

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