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粘度計(jì)工作原理和選型相關(guān)建議
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)是測(cè)量牛頓流體的粘度和非牛頓流體表觀粘度的精密儀器,如與特定轉(zhuǎn)子搭配使用,還可測(cè)量非牛頓型流體的流變性能。它具有使用方便、性能穩(wěn)定、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),適用于測(cè)量生產(chǎn)行業(yè)的流體粘度測(cè)量,是很多行業(yè)以及院校、科研單位實(shí)驗(yàn)室必備的一種測(cè)量?jī)x器。
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)分為指針式和數(shù)顯式兩類粘度計(jì),其工作原理基本相同,只是顯示方式有些不同。原理是電機(jī)經(jīng)變速帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作恒速旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子在流體中旋轉(zhuǎn)會(huì)受到作用力,在轉(zhuǎn)子上的粘性力矩由傳感器檢測(cè)出來,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后會(huì)測(cè)量得出被測(cè)流體的粘度。
粘度計(jì)的可擴(kuò)展性:很多粘度計(jì)的型號(hào)可能比較少,但因不同配置其衍生型號(hào)可能會(huì)很多。這也被人們稱為粘度計(jì)的可擴(kuò)展性,擴(kuò)展性越強(qiáng)其可進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目也就越多,符合的標(biāo)準(zhǔn)也就越多。例如一個(gè)主機(jī)可以適配多個(gè)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子,一臺(tái)機(jī)可以相當(dāng)多臺(tái)不同種類的粘度計(jì)使用,可以節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)成本。
使用方便性:轉(zhuǎn)子的連接方式很重要,快速的卡口連接比較理想,解決了傳統(tǒng)的螺絲連接帶來的滑牙和安裝拆卸不便等麻煩的問題。如螺絲孔滑牙是一個(gè)普遍現(xiàn)象。而便攜式粘度計(jì),由于不受取樣、溫控、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、以及保持儀器的水平穩(wěn)定性等特點(diǎn),被一些企業(yè)廣泛應(yīng)用。還有的企業(yè)愛好使用在線式粘度計(jì),可以直接在線上對(duì)流體的粘度計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),例如對(duì)油墨的粘度監(jiān)控,可以實(shí)時(shí)檢測(cè)來調(diào)整油墨的印刷 工作原理和優(yōu)缺點(diǎn):早期粘度計(jì)有彈簧的原理和現(xiàn)代無彈簧的原理,有彈簧的測(cè)試時(shí)候穩(wěn)定慢,對(duì)觸變性的樣品測(cè)試不如無彈簧的理想;有彈簧的彈簧有老化、轉(zhuǎn)軸和底座損耗的問題,通常出現(xiàn)回零不好,測(cè)試值偏大等問題,無法自己校正,需要發(fā)回人員更換和校正,浪費(fèi)時(shí)間浪費(fèi)維修費(fèi)。
事實(shí)上,儀器上簡(jiǎn)述的幾種購(gòu)買粘度計(jì)產(chǎn)品,幫助粘度計(jì)廠家為用戶進(jìn)行粘度計(jì)選型的信息是基本的。我們?cè)趯?shí)際的銷售過程中,還可能考慮到用戶購(gòu)買粘度計(jì)測(cè)量的使用頻次,現(xiàn)場(chǎng)的操作安裝環(huán)境,以及測(cè)量的度需求等等。例如有的用戶僅僅是測(cè)量油漆涂料的現(xiàn)場(chǎng)粘度,一般使用粘度杯也能夠滿足用戶的需求,重要的是還高。
使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量獲得數(shù)據(jù)時(shí),必須注意以下幾點(diǎn):一、儀器的性能指標(biāo)必須滿足國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程度要求,部分品牌儀器可能會(huì)存在一些問題,大家不要貪小便宜。使用中的儀器要進(jìn)行周期檢定,必要時(shí)(儀器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),否則無法獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。 二、特別注意被測(cè)液體的溫度。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0.1℃,因?yàn)闇囟仁怯绊懥黧w粘度的重要因素,所以一定要使用較好的溫控設(shè)備來配合試驗(yàn)。三、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)于單一圓筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì),原理上要求外筒半徑大,實(shí)際測(cè)量時(shí)要求外筒即測(cè)量容器的內(nèi)徑不低于某一尺寸。特別在使用一號(hào)轉(zhuǎn)子時(shí),若容器內(nèi)徑過小引起較大的測(cè)量誤差。 四、正確選擇轉(zhuǎn)子或調(diào)整轉(zhuǎn)速,使示值在10~90%之間。該類儀器采用刻度盤加指針方式讀數(shù),其穩(wěn)定性及讀數(shù)偏差綜合在一起有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)生的扭矩過大,容易產(chǎn)生蠕變,損傷游絲,所以一定要正確選擇轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速。 五、頻率修正。對(duì)于國(guó)產(chǎn)儀器名義頻率在50Hz,而我國(guó)目前的供電頻率也是50Hz,我們用頻率計(jì)測(cè)試變動(dòng)性小于0.5%,所以一般測(cè)量不需要頻率修正。但對(duì)于國(guó)外進(jìn)口的粘度計(jì)儀器,其名義頻率在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。
粘度計(jì)的工作原理我們也講過很多遍,下面就簡(jiǎn)單的介紹下粘度計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安裝方法:
1、利用電機(jī)相關(guān)的齒輪系統(tǒng)及離合器進(jìn)行變速,由旋轉(zhuǎn)旋鈕操作分四檔轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),可以根據(jù)測(cè)量范圍選擇需要的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子匹配。
2、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)按儀器規(guī)格附有0至4號(hào)五種轉(zhuǎn)子,可根據(jù)被測(cè)液體粘度的高低隨同轉(zhuǎn)速配合選用。
3、儀器裝用指針固定控制機(jī)構(gòu),為讀數(shù)用。當(dāng)轉(zhuǎn)速較快時(shí)(30轉(zhuǎn)/分,60轉(zhuǎn)/分)無法在旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行讀數(shù),這時(shí)可按下指針控制桿,使指針固定下來便于讀數(shù)。
4、保護(hù)架是為了穩(wěn)定測(cè)量和保護(hù)轉(zhuǎn)子。使用保護(hù)架進(jìn)行測(cè)定能取得較穩(wěn)定的測(cè)量結(jié)果。黃色保護(hù)圈是為了保護(hù)儀器軸連接桿不受外力侵擊而影響儀器精度穩(wěn)定。
5、儀器配有固定支架及升降機(jī)構(gòu),一般在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行小量和定溫測(cè)定時(shí)應(yīng)固定使用。