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普及旋转粘度计的使用原理及注意事项

2013-05-11

普及旋转粘度计的使用原理及注意事项

 
　　　　首先，简单介绍一下粘度计的测量原理：

　　　　旋转粘度计开机后首先要检测零位，这一操作一般在不安装转子的情况下进行，然后在半径R1的外筒里同轴地安装半径R2的内筒，其间充满了粘性流体，同步电机以稳定的速度旋转，接连刻度圆盘，再通过游丝和转轴带动内筒(即转子)旋转，内筒(即转子)即受到基于流体的粘性力矩的作用，作用越大，则游丝与之相抗衡而产生的扭矩也越大，于是指针在刻度盘上指示的刻度也就越大。将读数乘以特定的系数即得到液体的动力粘度。

　　　　根据粘度计的测量原理，为了获得准确可靠的测量数据必须注意以下几点：

　　　　一、粘度计的性能指标必须满足国家计量检定规程度要求

　　使用中的粘度计要进行周期检定，必要时(粘度计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，对精确测量更好不要超过0.1℃。

　　　　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。例如上海天平仪器厂生产的NDJ-1型旋转粘度计，要求测量用烧杯或直筒形容器直径不小于70mm。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，粘度计的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粘度计的转子和转速。

　　　　五、粘度计的频率修正

　　对于国产粘度计名义频率在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、粘度计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，必须按照粘度计说明书要求操作(有些双筒粘度计对测试的液体用量有严格要求，必须用量筒量取)。在粘度计转子浸入液体的过程中往往带有气泡，在粘度计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粘度计转子是一个有效的办法。

　　　　七、粘度计转子的清洗

　　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，因为粘度计的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、大部分粘度计需要调整水平，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、有些粘度计需装保护架，仔细阅读粘度计说明书按规定安装，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。

　　　　综上所述,旋转粘度计虽然结构简单、使用方便，但如果不正确使用，一台检定合格的仪器却不能得到准确的测量结果，影响产品质量。

        旋转粘度计广泛应用于测定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、药物、胶粘剂等各种流体的动力粘度。该仪器结构简单、价格便宜、方便实用，因而广受欢迎。在长期从事该类仪器的检定过程中我们发现许多用户，特别是中小企业的测试人员在使用过程中存在许多问题，往往我们检定的仪器性能优于国家计量检定规程的要求，但是用户在测试样品时数据偏差很大。现就如何正确使用该类仪器获得准确可靠的测量结果分析如下。