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普及旋轉粘度計的使用原理及注意事項

2013-05-11

普及旋轉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：

　　　　旋轉粘度計開機后首先要檢測零位，這一操作一般在不安裝轉子的情況下進行，然后在半徑R1的外筒里同軸地安裝半徑R2的內筒，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，再通過游絲和轉軸帶動內筒(即轉子)旋轉，內筒(即轉子)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。將讀數乘以特定的系數即得到液體的動力粘度。

　　　　根據粘度計的測量原理，為了獲得準確可靠的測量數據必須注意以下幾點：

　　　　一、粘度計的性能指標必須滿足國家計量檢定規程度要求

　　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)要進行中間自查以確定其計量性能合格，系數誤差在允許范圍內，否則無法獲得準確數據。

　　　　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

　　對于雙筒旋轉粘度計要仔細閱讀儀器說明書，不同的轉子(內筒)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內徑不低于某一尺寸。例如上海天平儀器廠生產的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。實驗證明特別在使用一號轉子時，若容器內徑過小引起較大的測量誤差。

　　　　四、正確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，粘度計的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，如果選擇合適的轉子或轉速使讀數在50格，那么其相對誤差可降低到1%。如果示值在90格以上，使游絲產生的扭矩過大，容易產生蠕變，損傷游絲，所以一定要正確選擇粘度計的轉子和轉速。

　　　　五、粘度計的頻率修正

　　對于國產粘度計名義頻率在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格要求，必須用量筒量取)。在粘度計轉子浸入液體的過程中往往帶有氣泡，在粘度計轉子旋轉后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粘度計轉子是一個有效的辦法。

　　　　七、粘度計轉子的清洗

　　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、大部分粘度計需要調整水平，在更換轉子和調節轉子高度后以及在測量過程中隨時注意水平問題，否則會引起讀數偏差甚至無法讀數。

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

　　　　3、確定是否為近似牛頓流體，對于非牛頓流體應經過選擇后規定轉子、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，但如果不正確使用，一臺檢定合格的儀器卻不能得到準確的測量結果，影響產品質量。

旋轉粘度計廣泛應用于測定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、藥物、膠粘劑等各種流體的動力粘度。該儀器結構簡單、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現許多用戶，特別是中小企業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于國家計量檢定規程的要求，但是用戶在測試樣品時數據偏差很大。現就如何正確使用該類儀器獲得準確可靠的測量結果分析如下。