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普及旋轉(zhuǎn)粘度計的使用原理及注意事項

2013-05-11

普及旋轉(zhuǎn)粘度計的使用原理及注意事項

　　　　首先，簡單介紹一下粘度計的測量原理：

　　　　旋轉(zhuǎn)粘度計開機后首先要檢測零位，這一操作一般在不安裝轉(zhuǎn)子的情況下進行，然后在半徑R1的外筒里同軸地安裝半徑R2的內(nèi)筒，其間充滿了粘性流體，同步電機以穩(wěn)定的速度旋轉(zhuǎn)，接連刻度圓盤，再通過游絲和轉(zhuǎn)軸帶動內(nèi)筒(即轉(zhuǎn)子)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)筒(即轉(zhuǎn)子)即受到基于流體的粘性力矩的作用，作用越大，則游絲與之相抗衡而產(chǎn)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。將讀數(shù)乘以特定的系數(shù)即得到液體的動力粘度。

　　　　根據(jù)粘度計的測量原理，為了獲得準(zhǔn)確可靠的測量數(shù)據(jù)必須注意以下幾點：

　　　　一、粘度計的性能指標(biāo)必須滿足國家計量檢定規(guī)程度要求

　　使用中的粘度計要進行周期檢定，必要時(粘度計使用頻繁或處于合格臨界狀態(tài))要進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)。

　　　　二、特別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(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)定的溫度點附近，對精確測量更好不要超過0.1℃。

　　　　三、測量容器(外筒)的選擇

　　對于雙筒旋轉(zhuǎn)粘度計要仔細閱讀儀器說明書，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。對于單一圓筒旋轉(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)徑不低于某一尺寸。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一號轉(zhuǎn)子時，若容器內(nèi)徑過小引起較大的測量誤差。

　　　　四、正確選擇轉(zhuǎn)子或調(diào)整轉(zhuǎn)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(shù)，粘度計的穩(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，所以一定要正確選擇粘度計的轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速。

　　　　五、粘度計的頻率修正

　　對于國產(chǎn)粘度計名義頻率在50Hz，而我國目前的供電頻率也是50Hz，我們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

　　　　六、粘度計轉(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，必須按照粘度計說明書要求操作(有些雙筒粘度計對測試的液體用量有嚴(yán)格要求，必須用量筒量取)。在粘度計轉(zhuǎn)子浸入液體的過程中往往帶有氣泡，在粘度計轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后一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粘度計轉(zhuǎn)子是一個有效的辦法。

　　　　七、粘度計轉(zhuǎn)子的清洗

　　測量用的轉(zhuǎn)子(包括外筒)要清潔無污物，一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，可用合適的有機溶劑浸泡，千萬不要用金屬刀具等硬刮，因為粘度計的轉(zhuǎn)子表面有嚴(yán)重的刮痕時會帶來測量結(jié)果的偏差。

　　　　八、其他需注意的問題

　　　　1、大部分粘度計需要調(diào)整水平，在更換轉(zhuǎn)子和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子高度后以及在測量過程中隨時注意水平問題，否則會引起讀數(shù)偏差甚至無法讀數(shù)。

　　　　2、有些粘度計需裝保護架，仔細閱讀粘度計說明書按規(guī)定安裝，否則會引起讀數(shù)偏差。

　　　　3、確定是否為近似牛頓流體，對于非牛頓流體應(yīng)經(jīng)過選擇后規(guī)定轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時間，以免誤解為儀器不準(zhǔn)。

　　　　綜上所述,旋轉(zhuǎn)粘度計雖然結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但如果不正確使用，一臺檢定合格的儀器卻不能得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

旋轉(zhuǎn)粘度計廣泛應(yīng)用于測定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、藥物、膠粘劑等各種流體的動力粘度。該儀器結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、方便實用，因而廣受歡迎。在長期從事該類儀器的檢定過程中我們發(fā)現(xiàn)許多用戶，特別是中小企業(yè)的測試人員在使用過程中存在許多問題，往往我們檢定的儀器性能優(yōu)于國家計量檢定規(guī)程的要求，但是用戶在測試樣品時數(shù)據(jù)偏差很大。現(xiàn)就如何正確使用該類儀器獲得準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果分析如下。