分析了如何正確使用旋轉(zhuǎn)粘度計，獲得準確可靠的測量結(jié)果
2019-09-23
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旋轉(zhuǎn)粘度計廣泛用于測定石油、涂料、涂料、塑料、食品、藥品、粘合劑等流體的動態(tài)粘度。該儀器結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，方便實用。在長期對這類儀器的驗證過程中，我們發(fā)現(xiàn)很多用戶，尤其是中小企業(yè)的測試人員在使用過程中存在很多問題。我們所驗證的儀器性能往往優(yōu)于國家計量檢定規(guī)程的要求，但用戶在檢測樣品時的數(shù)據(jù)偏差非常大。分析了如何正確使用旋轉(zhuǎn)粘度計，獲得準確可靠的測量結(jié)果。
簡要介紹了旋轉(zhuǎn)粘度計的測量原理：
旋轉(zhuǎn)粘度計啟動后的檢測零，這個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，同步電動機在恒速旋轉(zhuǎn)，連續(xù)的刻度盤，再通過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，平衡彈簧的競爭和扭矩越大，那么刻度盤上的指針就越大。液體的動態(tài)粘度是由讀數(shù)乘以一個特定的系數(shù)得到的。
根據(jù)其測量原理，為了獲得準確可靠的測量數(shù)據(jù)，必須注意以下幾點：
1、旋轉(zhuǎn)粘度計的性能指標必須符合國家計量檢驗程度的要求。使用的儀器應該定期檢查，必要時（儀器常用的或在一個合格的臨界狀態(tài)），它應該在一個中間自檢確認其測量性能是合格的，系數(shù)誤差是在允許的范圍內(nèi)，否則不能得到準確的數(shù)據(jù)。
2、要特別注意被測液體的溫度。許多用戶忽略了這一點，認為溫度幾乎無關緊要。實驗證明：當溫度偏差為0.5℃時，某些液體的粘度值大于5%。溫度偏差對粘度有很大的影響。因此，應特別注意將被測液體的溫度保持在規(guī)定的溫度點附近。為了準確測量，不要超過0.1℃。
3、測量容器（外筒）的選擇。對于雙缸旋轉(zhuǎn)粘度計，請仔細閱讀儀器說明書，不同轉(zhuǎn)子（內(nèi)缸）匹配相應的外缸，否則測量結(jié)果會有較大偏差。對于單筒旋轉(zhuǎn)粘度計，原則上要求外筒半徑為無窮大，實際測量時要求外筒內(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，測量時要求燒杯或直筒容器的直徑不小于70mm。實驗結(jié)果表明，當容器內(nèi)徑過小時，測量誤差較大，特別是當容器內(nèi)徑過小時。使用1個轉(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)過小，如5格左右，相對誤差大于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)，相對誤差可降低到1%。當指示值大于90 bar時，福音書產(chǎn)生的扭矩過大，容易產(chǎn)生蠕變，損壞福音書。因此，有必要正確選擇轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速。
5、頻率調(diào)整。國內(nèi)儀表的標稱頻率為50Hz，而我國目前的電源頻率也是50Hz。我們使用頻率計來測試小于0.5%的變異性，所以一般測量不需要頻率校正。旋轉(zhuǎn)粘度計轉(zhuǎn)子浸入液體的深度和氣泡的影響。
6、旋轉(zhuǎn)粘度計對轉(zhuǎn)子浸入液體的深度有嚴格的要求，必須按照說明書操作（有些雙筒儀器對被測液體的量有嚴格的要求，必須用量筒測量）。在轉(zhuǎn)子浸入液體的過程中，經(jīng)常會產(chǎn)生氣泡，其中大部分在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一段時間后會浮起來并消失。有時轉(zhuǎn)子下部附著的氣泡無法消除，氣泡的存在會給測量數(shù)據(jù)帶來較大的偏差。因此，對轉(zhuǎn)子進行緩慢傾斜是一種有效的方法。
7、轉(zhuǎn)子清洗。測量轉(zhuǎn)子（包括外筒）要清潔無污物，一般應在測量后及時清洗，特別是測試后的油漆和粘合劑。注意清洗方法，可以用適當?shù)挠袡C溶劑浸泡，不要用金屬工具等硬刮，因為轉(zhuǎn)子表面有嚴重劃痕會帶來測量結(jié)果的偏差。
8、其他注意事項。
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，以及在測量過程中，隨時注意液位問題。有些儀器需要配備一個保護架。請仔細閱讀說明書并按規(guī)定安裝。確定旋轉(zhuǎn)粘度計是否近似于牛頓流體。對于非牛頓流體，選擇后應規(guī)定轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時間，以免誤解為不準確的儀器。
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