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旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)原理及恒溫槽使用指南

來(lái)源:江蘇天翎儀器有限公司   2025年06月26日 10:39  

旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)是一種通過(guò)測(cè)量流體對(duì)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子或容器的阻力來(lái)確定粘度的儀器,廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。以下是其工作原理、使用注意事項(xiàng)以及與恒溫槽搭配使用的詳細(xì)說(shuō)明:

一、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的工作原理

  1. 基本原理
    基于斯托克斯定律或牛頓粘性定律,通過(guò)轉(zhuǎn)子在流體中旋轉(zhuǎn)時(shí)受到的粘滯阻力矩計(jì)算粘度。公式為:

    τ=η?γ˙

    其中,τ為剪切應(yīng)力,η為動(dòng)力粘度,γ˙為剪切速率。

  2. 常見(jiàn)類(lèi)型

    • 同軸圓筒式:外筒固定,內(nèi)筒旋轉(zhuǎn),測(cè)量扭矩。

    • 錐板式:錐形轉(zhuǎn)子與平板間形成均勻剪切速率,適合非牛頓流體。

    • 轉(zhuǎn)子式(如Brookfield):通過(guò)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和扭矩計(jì)算粘度。

  3. 輸出參數(shù)

    • 直接測(cè)量扭矩和轉(zhuǎn)速,通過(guò)校準(zhǔn)系數(shù)換算為粘度(單位:mPa·s或Pa·s)。


二、使用注意事項(xiàng)

  1. 樣品準(zhǔn)備

    • 確保樣品均勻無(wú)氣泡(氣泡會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)偏低)。

    • 非牛頓流體需注明剪切速率(因粘度隨剪切速率變化)。

  2. 轉(zhuǎn)子選擇

    • 根據(jù)樣品粘度范圍選擇合適轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)速(高粘度用小轉(zhuǎn)子,低粘度用大轉(zhuǎn)子)。

    • 轉(zhuǎn)子需整個(gè)浸入樣品,避免液面波動(dòng)。

  3. 環(huán)境控制

    • 溫度波動(dòng)需控制在±0.1℃以內(nèi)(粘度對(duì)溫度敏感,尤其是高分子流體)。

    • 避免振動(dòng)和氣流干擾。

  4. 校準(zhǔn)與清潔

    • 定期用標(biāo)準(zhǔn)油校準(zhǔn)粘度計(jì)。

    • 使用后立即清潔轉(zhuǎn)子,防止樣品殘留。

  5. 量程匹配

    • 扭矩應(yīng)處于儀器量程的10%~90%之間,避免超載或靈敏度不足。


三、搭配恒溫槽的使用方法

  1. 恒溫槽的作用
    提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境,消除溫度對(duì)粘度測(cè)量的影響(例如,水在25℃±1℃時(shí)粘度變化約2.5%)。

  2. 連接步驟

    • 安裝樣品杯:將樣品杯置于恒溫槽中,確保槽內(nèi)液體(通常是水或硅油)整個(gè)覆蓋樣品杯側(cè)壁。

    • 溫度平衡:開(kāi)啟恒溫槽,設(shè)定目標(biāo)溫度(如25℃),待溫度穩(wěn)定后再插入轉(zhuǎn)子。

    • 粘度計(jì)固定:將粘度計(jì)支架固定在恒溫槽上方,調(diào)整轉(zhuǎn)子浸入深度(參考儀器手冊(cè))。

  3. 注意事項(xiàng)

    • 恒溫槽溫度需與粘度計(jì)校準(zhǔn)溫度一致。

    • 避免恒溫介質(zhì)(如硅油)污染樣品。

    • 長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量時(shí),需監(jiān)控恒溫槽溫度波動(dòng)。


四、典型應(yīng)用示例

  • 牛頓流體(如機(jī)油):直接讀取粘度值。

  • 非牛頓流體(如酸奶):需記錄不同剪切速率下的粘度,繪制流變曲線。

  • 高溫測(cè)量(如熔融塑料):需搭配高溫恒溫槽或加熱套。


五、常見(jiàn)問(wèn)題解決

  • 讀數(shù)不穩(wěn)定:檢查溫度穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)子是否偏心或樣品是否均勻。

  • 扭矩超限:更換更小轉(zhuǎn)子或降低轉(zhuǎn)速。

  • 數(shù)據(jù)偏差:重新校準(zhǔn)或檢查轉(zhuǎn)子是否有磨損。

通過(guò)合理操作和恒溫控制,旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)可提供高重復(fù)性的粘度數(shù)據(jù),尤其適用于科研和質(zhì)控場(chǎng)景。

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