旋轉(zhuǎn)粘度計使用原理及注意的幾個問題

旋轉(zhuǎn)粘度計廣泛應用于測定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、**、膠粘劑等各種流體的動力粘度。該儀表結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、方便實用，因而廣受歡迎。在長期從事該類儀表的檢定過程中我們發(fā)現(xiàn)許多用戶，特別是中小企業(yè)的測試人員在使用過程中存在許多問題，往往我們檢定的儀表性能優(yōu)于國家計量檢定規(guī)程的要求，但是用戶在測試樣品時數(shù)據(jù)偏差很大。現(xiàn)就如何正確使用該類儀表獲得準確可靠的量測結(jié)果分析如下。
　　首先，簡單介紹一下該類儀表的量測原理：
　　旋轉(zhuǎn)粘度計開機后首先要檢測零位，這一操作一般在不安裝轉(zhuǎn)子的情況下進行，然后在半徑R1的外筒里同軸地安裝半徑R2的內(nèi)筒，其間充滿了粘性流體，同步電機以穩(wěn)定的速度旋轉(zhuǎn)，接連刻度圓盤，再通過游絲和轉(zhuǎn)軸帶動內(nèi)筒（即轉(zhuǎn)子）旋轉(zhuǎn)，內(nèi)筒（即轉(zhuǎn)子）即受到基于流體的粘性力矩的作用，作用越大，則游絲與之相抗衡而產(chǎn)生的扭矩也越大，于是指針在刻度盤上指示的刻度也就越大。將讀數(shù)乘以特定的系數(shù)即得到液體的動力粘度。
　　根據(jù)其量測原理，為了獲得準確可靠的量測數(shù)據(jù)必須注意以下幾點：
　　一、儀表的性能指標必須滿足國家計量檢定規(guī)程度要求。使用中的儀表要進行周期檢定，必要時（儀表使用頻繁或處于合格臨界狀態(tài)）要進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，認為溫度差一點無所謂，我們的實驗證明：當溫度偏差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**量測*好不要超過0.1℃。
　　三、量測容器（外筒）的選擇。對于雙筒旋轉(zhuǎn)粘度計要仔細閱讀儀表說明書，不同的轉(zhuǎn)子（內(nèi)筒）匹配相應的外筒，否則量測結(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，實際量測時要求外筒即量測容器的內(nèi)徑不低于某一尺寸。例如上海天平儀表廠生產(chǎn)的NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計，要求量測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)徑過小引起較大的量測誤差。
　　四、正確選擇轉(zhuǎn)子或調(diào)整轉(zhuǎn)速，使示值在20~90格之間。該類儀表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)儀表名義頻率在50Hz，而我國目前的供電頻率也是50 Hz，我們用頻率計測試變動性小于0.5％，所以一般量測不需要頻率修正。但對于日本和歐美的有些儀表，名義頻率在60Hz，必須進行頻率修正，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格要求，必須按照說明書要求操作（有些雙筒儀表對測試的液體用量有嚴格要求，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，氣泡的存在會給量測數(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。量測用的轉(zhuǎn)子（包括外筒）要清潔無污物，一般要在量測后及時清洗，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)子表面有嚴重的刮痕時會帶來量測結(jié)果的偏差。
　　八、其他需注意的問題。
　　1．大部分儀表需要調(diào)整水平，在更換轉(zhuǎn)子和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子高度后以及在量測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．有些儀表需裝保護架，仔細閱讀說明書按規(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，以免誤解為儀表不準。
　　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，一臺檢定合格的儀表卻不能得到準確的量測結(jié)果，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

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