旋转粘度计工作原理及注意事项

2024-08-19

粘度是物质的一种重要的物理性质,表征物质的流动性,反应流体分子在运动过程中的相互作用。粘度是流体粘性的表征,表示流体流动力造成的内部摩擦现象,衡量牛顿内摩擦力的大小。在粘度的作用下,物质在流体中运动时会受到阻力,造成机械损耗。粘度测量是计算工艺参数的重要内容, 粘度计由此而来。目前常用的粘度计有毛细管式、旋转式、落球式等。旋转粘度计是目前主要用于粘度测试的仪器之一。

粘度计工作原理

旋转粘度计工作时,利用电机转动内部圆筒、椎体、球体、指针等刚性物件,带动流体旋转,由于流体的粘性,转动发生滞后,滞后通常可以转化成另一部件(游丝)的扭矩,通过检测这种滞后分析计算粘度。旋转法是测量流体和物体相互作用,产生的粘性力矩或者物体的转动滞后来确定流体粘度的一种方法。

c5334db571d8414e51b793eebf488519.png

注意事项

一、要进行周期检定

必要时(仪器使用频繁或处于合格临界状态)要进行中间自查以确定其计量性能合格,系数误差在允许范围内,否则无法获得准确数据。
二、特别注意被测液体的温度

许多用户忽视这一点,认为温度差一点无所谓,我们的实验证明:当温度偏差0.5℃时,有些液体粘度值偏差超过5% ,温度偏差对粘度影响很大,温度升高,粘度下降。所以要特别注意将被测液体的温度恒定在规定的温度点附近。
三、测量容器(外筒)的选择

对于双筒旋转粘度计要仔细阅读仪器说明书,不同的转子(内筒)匹配相应的外筒,否则测量结果会偏差巨大。对于单一圆筒旋转粘度计,原理上要求外筒半径无限大,实际测量时要求外筒即测量容器的内径不低于某一尺寸。实验证明特别在使用一号转子时,若容器内径过小引起较大的测量误差。
四、正确选择转子或调整转速,使示值在20~90格之间

该类仪器采用刻度盘加指针方式读数,其稳定性及读数偏差综合在一起有0.5格,如果读数偏小如5格附近,引起的相对误差在10%以上,如果选择合适的转子或转速使读数在50格,那么其相对误差可降低到1%。如果示值在90格以上,使游丝产生的扭矩过大,容易产生蠕变,损伤游丝,所以一定要正确选择转子和转速。
五、频率修正

对于国产仪器名义频率在50Hz,而我国目前的供电频率也是50Hz,我们用频率计测试变动性小于0.5%,所以一般测量不需要频率修正。但对于日本和欧美的有些仪器,名义频率在60Hz,必须进行频率修正,否则会产生20%的误差,修正公式为:实际粘度=指示粘度×名义频率÷实际频率
六、转子浸入液体的深度及气泡的影响

旋转粘度计对转子浸入液体的深度有严格要求,必须按照说明书要求操作(有些双筒仪器对测试的液体用量有严格要求,必须用量筒量取)。在转子浸入液体的过程中往往带有气泡,在转子旋转后一段时间大部分会上浮消失,附在转子下部的气泡有时无法消除,气泡的存在会给测量数据带来较大的偏差,所以倾斜缓慢地浸入转子是一个有效的办法。
七、转子的清洗

测量用的转子(包括外筒)要清洁无污物,一般要在测量后及时清洗,特别在测油漆和胶粘剂之后。要注意清洗的方法,可用合适的有机溶剂浸泡,千万不要用金属刀具等硬刮,因为转子表面有严重的刮痕时会带来测量结果的偏差。
八、其他需注意的问题

1.大部分仪器需要调整水平,在更换转子和调节转子高度后以及在测量过程中随时注意水平问题,否则会引起读数偏差甚至无法读数。

2.有些仪器需装保护架,仔细阅读说明书按规定安装,否则会引起读数偏差。

3.确定是否为近似牛顿流体,对于非牛顿流体应经过选择后规定转子、转速和旋转时间,以免误解为仪器不准。


分享到