粘度概念和使用方法
瀏覽次數(shù)：5766發(fā)布日期：2022-10-06
粘度計(Viscosimeter) 用于測量流體(液體和氣體)的粘度的儀器。粘度是表示流體在流動時，流體內(nèi)部發(fā)生內(nèi)摩擦的物理量，是流體反抗形變的能力，是用來鑒定某些成品或半成品的一項重要指標(biāo)。粘度隨流體不同而不同，隨溫度變化而變化。主要有毛細(xì)管粘度計，旋轉(zhuǎn)粘度計和落球粘度計三類。
液體在流動時，在其分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦的性質(zhì)，稱為液體的粘性，粘性的大小用粘度表示，是用來表征液體性質(zhì)相關(guān)的阻力因子。絕緣油的粘度與一般液體的粘度概念相同，就是液體的內(nèi)摩擦，即表示絕緣油在外力作用下，作相對層流運動時。絕緣油分子問產(chǎn)生內(nèi)摩擦阻力的性質(zhì)。絕緣油的內(nèi)摩擦力愈大，粘度也愈大，流動愈困難，散熱性能差。
粘度的表示方法較多，大體可分為兩類：按粘度定義直接測得的粘度稱為“絕對粘度"，如動力粘度、運動粘度等。若在一定條件下與已知粘度的液體比較所測得的粘度稱為“相對粘度"或“條件粘度"，如恩氏粘度等。
根據(jù)測定方法，粘度一般分為三種：動力粘度、運動粘度和恩氏粘度。
1、機(jī)器一定要保持水平狀態(tài)
2、轉(zhuǎn)子放入樣品中時要避免產(chǎn)生氣泡，否則測量出的粘度值會降低，避免的方法是將轉(zhuǎn)子傾斜的放入樣品中，然后再安裝轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子不能碰到杯壁和杯底，被測量的樣品必須沒過規(guī)定的刻度。
3、再測量不同的樣品時，必須保持轉(zhuǎn)子的清潔和干燥，如果轉(zhuǎn)子殘留有其它樣品或清潔后殘留的水，就會影響測 量的準(zhǔn)確度
4、酸性(PH)大不能超過2，如果酸性過大應(yīng)選用特殊轉(zhuǎn)子，使用ULA時要確定好樣品量(只需16ml)
5、根據(jù)測定的粘度范圍選擇粘度標(biāo)準(zhǔn)液，并在每次使用粘度計或流變儀前對儀器進(jìn)行驗證，或定期校驗，以保證測量的準(zhǔn)確性.可提供各粘度范圍的符合牛頓流體性質(zhì)的硅油或油類標(biāo)準(zhǔn)品，精度±1%，粘度標(biāo)準(zhǔn)液的建議使用期限為自開封起一年。
6、連接轉(zhuǎn)子時要用左手輕輕托起并捏住心軸(主機(jī)上)，右手旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，這樣操作是為了保護(hù)機(jī)身內(nèi)的心軸和游絲，這樣可以延長儀器的使用壽命
7、取值要在數(shù)值比較穩(wěn)定時，否則取得的數(shù)值會存在較大的誤差
8、選擇轉(zhuǎn)子時，要看被測量的樣品的粘度和幾號轉(zhuǎn)子的測量范圍接近，就選幾號。
1.按操作方式分：毛細(xì)管式、旋轉(zhuǎn)式和振動式3種。
毛細(xì)管式粘度計：毛細(xì)管式粘度計通常為賽氏粘度計，是一種常見的粘度計。其工作原理是：樣品容器（包括流出毛細(xì)管）內(nèi)充滿待測樣品，處于恒溫浴內(nèi)，液柱高度為h。打開旋塞，樣品開始流向受液器，同時開始計算時間，到樣品液面達(dá)到刻度線為止。樣品粘度越大，這段時間越長。因此，這段時間直接反映出樣品的粘度。
旋轉(zhuǎn)式粘度計：常見的旋轉(zhuǎn)式粘度計是錐板式粘度計。它主要包括一塊平板和一塊錐板。電動機(jī)經(jīng)變速齒輪帶動平板恒速旋轉(zhuǎn)，依靠毛細(xì)管作用使被測樣品保持在兩板之間，并借樣品分子間的摩擦力而帶動錐板旋轉(zhuǎn)。在扭矩檢測器內(nèi)的扭簧的作用下，錐板旋轉(zhuǎn)一定角度后不再轉(zhuǎn)動。此時，扭簧所施加的扭矩與被測樣品的分子內(nèi)部摩擦力（即粘度）有關(guān)：樣品粘度越大，扭矩越大。扭矩檢測器內(nèi)設(shè)有一個可變電容器，其動片隨著錐板轉(zhuǎn)動，從而改變本身的電容數(shù)值。這一電容變化反映出的扭簧扭矩即為被測樣品的粘度，由儀表顯示出來。
振動式粘度計：這種粘度計的工作原理是：處于流體內(nèi)的物體振動時會受到流體的阻礙作用，此作用的大小與流體的粘度有關(guān)。常用的振動式粘度計有超聲波粘度計，其探測器內(nèi)有一個彈片。在受脈沖電流激勵時，彈片產(chǎn)生超聲波范圍的機(jī)械振動。當(dāng)彈片浸在被測樣品中時，彈片的振幅與樣品的粘度和密度有關(guān)。在已知密度的情況下，可從測出的振幅數(shù)據(jù)求得粘度數(shù)值。
2.按工作方式分：離線粘度計（取樣檢測）、在線粘度計（24小時連續(xù)測量）、便攜式粘度計
3.按測量產(chǎn)品的種類：
錫膏粘度計：錫膏粘度計采用了螺旋泵式傳感器的共軸雙重圓筒型回轉(zhuǎn)粘度計，主要用來測量錫膏、膜厚粘膏、粘合劑、錫膏抗焊漆、液狀抗焊漆、其他的油墨、粘膏類等。根據(jù)測定部密封性，具有溫度調(diào)整技能，能夠連接到個人電腦，自動測量，數(shù)據(jù)讀取做自動計算。
便攜式粘度計：便攜式粘度計是采用共軸二重圓筒式，螺形線滑法泵傳感器維持固定流，根據(jù)連接攪拌粘度變化正確能測量粘體的粘度。
粘度控制儀：粘度控制儀能夠很好地管理涂料、墨水、粘著劑、食品、藥品、油等各種各樣的流體的粘度；采用共軸二重圓筒式；螺形線滑法泵傳感器維持固定流，能得到穩(wěn)定了的數(shù)值；接連根據(jù)攪拌粘度變化的粘性體的粘度正確能測量。
斯托默粘度計：斯托默粘度計是用于測定油漆和其他用KU值表示涂料粘稠度的測試儀器。該儀器遵循的設(shè)計依據(jù)為ASTM標(biāo)準(zhǔn)及GB9269—88標(biāo)準(zhǔn)。天津市精科材料試驗機(jī)廠是專業(yè)生產(chǎn)油漆、涂料、油墨設(shè)備材料試驗機(jī)及涂料行業(yè)試驗室專用設(shè)備的大型企業(yè)。本粘度計采用單片微機(jī)，操作者不用查表即可從本儀器上直接讀得測樣品的KU值。
實際工程和工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要在線檢測流體的粘度，以保證佳的過程運行環(huán)境和產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高生產(chǎn)效益。通過在線測量過程中的液體粘度，可以得到液體流變行為的數(shù)據(jù)，對于預(yù)測產(chǎn)品工藝過程的工藝控制，輸送性以及產(chǎn)品在使用時的操作性有著重要的指導(dǎo)價值。液體的特性往往和產(chǎn)品的其他特性如顏色,密度,穩(wěn)定性,固體成分含量和分子量的改變有關(guān)系,而檢測這些特性的方便和靈敏的方法就是在線檢測液體的粘度.在生產(chǎn)過程中 根據(jù)工藝技術(shù)要求的范圍進(jìn)行在線粘度檢測,可以大限度的減少產(chǎn)品的報廢率和生產(chǎn)線的停工期.
根據(jù)其測量原理，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、儀器的性能指標(biāo)必須滿足國家計量檢定規(guī)程度要求。使用中的儀器要進(jìn)行周期檢定，必要時（儀器使用頻繁或處于合格臨界狀態(tài)）要進(jìn)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(rèn)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(xì)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)，其穩(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轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速。
五、頻率修正。對于國產(chǎn)儀器名義頻率在50Hz，而中國的供電頻率也是50 Hz，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(jìn)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、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,必須按照說明書要求*作（有些雙筒儀器對測試的液體用量有嚴(yán)格要求，必須用量筒量取）。在轉(zhuǎn)子浸入液體的過程中往往帶有氣泡，在轉(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轉(zhuǎn)子是一個有效的辦法。
七、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(jī)溶劑浸泡，千萬不要用金屬刀具等硬刮，因為轉(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．大部分儀器需要調(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．有些儀器需裝保護(hù)架，仔細(xì)閱讀說明書按規(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。
1、裝卸轉(zhuǎn)子時應(yīng)小心操作，裝卸時應(yīng)將連接螺桿微微抬起進(jìn)行操作，不要用力過大，不要使轉(zhuǎn)子橫向受力，以免轉(zhuǎn)子彎曲。
2、請不要把已裝上轉(zhuǎn)子的粘度計側(cè)放或倒放。
3、連接螺桿和轉(zhuǎn)子連接端面及螺紋處保持清潔，否則會影響轉(zhuǎn)子晃動度。
4、粘度計升降時應(yīng)用手托住，防止粘度計因自重而下落。
5、調(diào)換轉(zhuǎn)子后，請及時輸入新的轉(zhuǎn)子號。每次使用后對換下來的轉(zhuǎn)子應(yīng)及時清潔（擦干凈）并放回到轉(zhuǎn)子架中。請不要把轉(zhuǎn)子留在儀器上進(jìn)行清潔。
6、當(dāng)調(diào)換被測液體時，請及時清潔（擦干凈）轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子保護(hù)框架，避免由于被測液體相混淆而引起的測量誤差。
7、儀器和轉(zhuǎn)子為一對一匹配，請不要把數(shù)臺儀器及轉(zhuǎn)子相混淆。
8、請不要隨意拆卸和調(diào)整儀器零件。
9、搬動及運輸儀器時，應(yīng)將黃色蓋帽裝在連接螺桿處，并把螺釘擰緊，放入包裝箱中。
10、裝上轉(zhuǎn)子后，請不要在無液體的情況下長期旋轉(zhuǎn)，以免損壞軸尖。
11、懸濁液、乳濁液、高聚物及其它高粘度液體中有許多屬“非牛頓液體"，其粘度值隨切變速度和時間等條件的變化而變化，故在不同轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和時間下測定的結(jié)果不一致屬正常情況，并非儀器誤差。對非牛頓液體的測定一般應(yīng)規(guī)定轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和時間。
12、做到下列各點將有助于測得更精確的數(shù)值：
精確地控制被測液體的溫度。
將轉(zhuǎn)子以足夠長的時間浸于被測液體中，使兩者溫度一致。
保持液體的均勻性。
測定時將轉(zhuǎn)子置于容器中心，并一定要裝上轉(zhuǎn)子保護(hù)框架。
保證轉(zhuǎn)子的清潔和晃動度。
當(dāng)高轉(zhuǎn)速測定立即變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速時，應(yīng)關(guān)機(jī)一下，或在低轉(zhuǎn)速的測定時間掌握稍長一點，以克服由于液體旋轉(zhuǎn)慣性造成的誤差。
測定低粘度時選用1號轉(zhuǎn)子，測定高粘度時選用4號轉(zhuǎn)子。
低速測定粘度時，測定時間相對要長些。
測定過程中由于調(diào)換轉(zhuǎn)子、被測液體等需要，通過旋動升降夾頭改變過粘度計的位置后，應(yīng)及時查看并調(diào)整粘度計的水平位置。
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