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粘度计的原理

发表时间:2013-06-07  |  点击率:3470

工作原理

本仪器为数显粘度计,由电机经变速带动转子作恒速旋转。当转子在液体中旋转时,液体会产生作用在转子上的粘度力矩,该粘性力矩也越大;反之,液体的粘度越小,该粘性力矩也越小.该作用在转子上的粘性力矩由传感器检测出来,经计算机处理后得出被测液体的粘度

本仪器采用微电脑技术,能方便地设定量程(转子号及转速),对传感器检测到的数据进行数字处理,并且在显示屏上清晰地显示出测量时设定的转子号、转速、被测液体的粘度值及其满量程百分比值等内容

如何选择转子和转速 

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。 

使用粘度计特别需注意的问题

悬浊液、乳浊液、高聚物及其它高粘度液体中,很多都是非牛顿液体,其表观粘度随切变速度和时间变化而变化,故在不同的转子、转速和时间下测定,其结果不一致属正常情况,并非仪器不准(一般非牛顿液体的测定应规定转子、转速和时间)。

粘度计

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 

粘度测定方法的分类 

粘度定义 

粘度也叫粘性系数,为两层液体间一 定面积、一定速度梯度时的内摩擦力。 

粘度可用布拉班德(Brabender)粘度计、旋转粘度计和乌氏(Ubbelohde)粘度计等测 量。粘度与浓度、温度、粒径等密切相关,不同测量方法的测量精度及测量单位是不同的,不能相互换算。乌氏粘度计用于一定温度下试样粘度的测定,如接枝淀粉 侧链相对分子质量的测定,利用乌氏粘度计测出特性粘度,再按[η]KM公式求出平均相对分子质量,平时则较少采用。一般在国内普遍采用旋转粘度计,纺织工业(浆纱)均采用 NDJ79型粘度计,造纸工业和纺织印染则采用NDJ1型粘度计。旋转粘度计测量精度较低,并且不能连续测量淀粉试样在糊化过程中的变化曲线,所以在淀粉流通和交易领域中常采用布拉班德粘度计。 

(二)粘度计 

1. 旋转粘度计 

1NDJ1 ,同步电机以稳定的速度旋转,连接刻度圆盘,再通过游丝和转轴带动转子旋转。如果转子未受到液体的阻力,则游丝、指针与刻度圆盘同速旋 转,指针在刻度盘上指出的读数为“0”。反之,如果转子受到液体的粘滞阻力,则游丝产生扭矩,与粘滞阻力抗衡zui后达平衡,这时与游丝连接的指针在刻度圆盘 上指示一定的读数(即游丝的扭转角)。将读数乘上特定的系数即得液体的粘度。NDJ-1型粘度计测定粘度有4种转子,测定粘度范围为 10~1000mPa•s;低粘度有5种转子,测定粘度范围为:0.1100000mPa•s,且有4档转速,分别为 6rmin12rmin30rmin 60rmin。可根据需要选择。 

2 NDJ79型粘度计 仪器的驱动是一个微型的垂直安装的同步电动机,它以 750rmin的恒速旋转,几乎不受载荷和电源电压变化的影响。电动机的壳体采用悬挂式安装,当转简在液体中旋转受到阻力产生反作用时,壳体便偏转。电 动机壳体转动被两根正反游丝所抵消,而当游丝的力矩同转筒上的力矩两者平衡时,与电机壳体相连的指针便给出一个刻度读数,后者同转简的运动阻力成正比,于 是刻度读数就表示动态粘度的量值。NDJ79型粘度计测量范围为 1 1000000mPa•s。测定器具有4个单元,可根据不同要求选用不同的单元。 

 克(HAAKE)粘度计和Brookfield粘度计都是旋转式粘度计。 

2. 粘度计 

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。例如我厂生产的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。  

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。 

 

做直观的类比:在常温下) 

水的粘度为: 1 cps 

花生油: 1000cps 

蜂密: 10000 cps 

测定运动粘度的标准方法为GB/T 265,即一定体积的液体在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管的时间。粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积就是该温度下液体的运动粘度。 

粘度  

粘度单位转换  

物质流动时内摩擦力的量度叫粘度,对粘度的度量,标准单位是pa.s (.;另外常用的度量单位有:poise (   cps(厘泊) 

有关换算如下:  

1 pa.s=1000 mpa.s 

1 pa.s=10 poise 

1 poise=100 cps (centi Poise) 

1 mpa.s=1 cps