旋转粘度计检测机理分析与改进建议

[摘 要]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.现就如何正确使用旋转粘度计以及旋转粘度计检测机理和改进展开笔者论述。

[关键词]旋转粘度计 测机理分析 改进建议

中图分类号：R852.23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0373-01

一、旋转粘度计检测机理分析

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，与粘滞阻力抗衡最后达到平衡，这时与游丝连接的指针在刻度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到液体的粘度. 本仪器转速由齿轮系统及离合器通过调速旋钮进行变速， 附有1-4号四种转子，可根据被测液体的高低随同转速配合选用；其装有指针固定控制机构，为精确读数用，当转速较快时（30转/分、 60转/分）无法在旋转时进行读数，这时可轻轻按下指针控制杆，使指针

固定下来，便于读数；还配有固定支架及升降机构，一般在实验室中进行小量和定温测定时应固定.把仪器固定于支架上以保证测量精确度；斜齿轮及阻尼升降机构，确保仪器升降平稳；引伸索便于在被测液体之容器较大而液面又较低时，及被测液体温度过高情况下使用.

二、旋转粘度计检测方法

1.检测

（1）测量一般原则：高粘度的样品选用小体积（3、4号）转子和慢的转速，低粘度的样品选用大体积（1、2号）转子和快的转速.每次测量的百分计标度（扭矩）在20%―90%之间为正常值，在此范围内测得的粘度值为正确值.

（2）先大约估计被测样品的粘度范围，然后根据高粘度的样品选用小体积的转子和慢的转速，低粘度样品选用大体积的转子和快的转速.一般先选择转子，然后再选择合适转速.例如转子SP为1号时，转速为60RPM，屏幕直接显示满量程为100mPa？s，当转速改为6RPM时，满量程为1000mPa？s.

（3）当估计不出被测样品大致粘度时，应先社顶为较高的粘度.试用从小体积到大体积的转子和由慢到快的转速.然后每一次测量根据百分计标度（扭矩）来判断转子和转速选择的合理，百分计标度一定要在20%―90%之间为正常值，若不在此范围内，粘度计会发出警报声，提示用户更改转速和转子.千万别忘了换了转子一定要根据选用转子改变转子号SP.

2、注意事项

（1）装卸转子时应小心操作，装卸时应将连接螺杆微微抬起进行操作，不要用力过大，不要使转子横向受力，以免转子弯曲.

（2）请不要把已装上转子的粘度计侧放或倒放.

（3）连接螺杆与转子连接端面及螺纹处保持清洁，否则会影响转子晃动度.

（4）粘度计升降时应用手托住，防止粘度计因自重下落.

（5）调换转子后，请及时输入新的转子号.每次使用后对换下来的转子应及时清洁（擦干净）并放回到转子架中.请不要把转子留在一起上进行清洁.

（6）当调换被测液体时，请及时清洁（擦干净）转子和转子保护框架，避免由于被测液体相混淆而引起的测量误差.

（7）仪器与转子为一对一匹配，请不要把数台仪器及转子相混淆.

（8）请不要随意拆卸和调整仪器零件.

（9）搬动及运输仪器时，应将米黄色盖帽盖在连接螺杆处后，将仪器放入包箱中.

（10）装上转子后，请不要在无液体的情况下长期旋转，以免损坏轴尖.

（11）悬浊液、乳浊液、高聚物及其它高粘度液体中有许多属“非牛顿液体”，其粘度值随切变速度和时间等条件的变化而变化，故在不同转子、转速和时间下测定的结果不一致属正常情况，并非仪器误差.对非牛顿液体的测定一般应规定转子、转速和时间.

（12）做到下列各点将有助于测得更精确的数值：

a.精确的控制被测液体的温度.

b.将转子以足够长的时间浸于被测液体中，使两者温度一致.

c.保持液体的均匀性.

d.测定时将转子置于容器中心，并一定要装上转子保护框架.

e.保证转子的清洁和晃动度.

f.当高转速测定立即变为低转速时，应关机一下，或在低转速的测定时间掌握稍长一点，以克服由于液体旋转惯性造成的误差.

g.测定低粘度时选用1号转子，测定高粘度时选用4号转子.

h.低速测定粘度时，测定时间相对要长些.

i.测定过程中由于调换转子或被测液体等需要，曾旋动升降夹头变动过粘度计位置后，应及时查看并调整粘度计的水平状况.

三、旋转粘度计的改进

从以上分析可以看出旋转粘度计使用中最大的困难是如何寻找不同液体不同温度下最

佳转速。为了找到理想的转速，在测量的时候可以沿着两圆筒间烦的径向撒上粉末状的物质，逐渐增加外筒的角速度，当粉末状的物质形成一条连续的、形状不变的曲线时，即为稳定状态，此时也是最大速度，用这个简便的方法可以快速找到理想的转速，保证较精确地测量粘滞系数。

目前国内常用旋转粘度计都是取样品进行测量其粘度的离线式测量，如果是在线测量，关键是测速度，用多普勒效应是一种常见的方法，这种方法只能测量高速物体的运动速度，而测量粘滞系数的速度属于低速，随着激光的出现，此项技术被广泛应用速度测量领域，激光多普勒测速度技术具有响应时间短，空间分辨率高，非接触、高精度等优点，使用此技术可以使粘滞系数的在线测量得以实现。

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