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上海京度電子科技有限公司
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閱讀：58發(fā)布時間：2023-5-2
旋轉(zhuǎn)粘度計廣泛應(yīng)用于測定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、藥物、膠粘劑等各種流體的動力粘度。該儀器結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、方便實(shí)用，因而廣受歡迎。
簡單介紹一下該類儀器的測量原理：
旋轉(zhuǎn)粘度計開機(jī)后先要檢測零位，這一操作一般在不安裝轉(zhuǎn)子的情況下進(jìn)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(jī)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(diǎn)：
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(diǎn)，認(rèn)為溫度差一點(diǎn)無所謂，我們的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)附近，對精確測量不要超過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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)際粘度=指示粘度×名義頻率÷實(shí)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操作(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?yàn)檗D(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。
粘度有哪些單位?換算關(guān)系如何?
粘度的定義
流體在流動時，相鄰流體層間存在著相對運(yùn)動，則該兩流體層間會產(chǎn)生摩擦阻力，稱為粘滯力。粘度是用來衡量粘滯力大小的一個物性數(shù)據(jù)。其大小由物質(zhì)種類、溫度、濃度等因素決定。
粘度一般是動力粘度的簡稱，其單位是帕·秒(Pa·s)或毫帕·秒(mPa·s)。粘度分為動力粘度、運(yùn)動粘度、相對粘度，三者有區(qū)別，不能混淆。
粘度還可用涂—4或涂—1杯測定，其單位為秒(s)。
（動力）粘度符號是μ，單位是帕斯卡秒(Pa·s)
由下式定義：L=μ·μ0/h
μ0——平板在其自身的平面內(nèi)作平行于某一固定平壁運(yùn)動時的速度
h——平板至固定平壁的距離。但此距離應(yīng)足夠小，使平板與固定平壁間的流體的流動是層流
L——平板運(yùn)動過程中作用在平板單位面積上的流體摩擦力
運(yùn)動粘度符號是v，運(yùn)動粘度是在工程計算中，物質(zhì)的動力粘度與其密度之比，其單位為：(m2/s)。單位是二次方米每秒(m2/s) v=μ/p
粘度有動力粘度，其單位：帕斯卡秒(Pa·s)；在石油工業(yè)中還使用"恩氏粘度"，它不是上面介紹的粘度概念。而是流體在恩格拉粘度計中直接測定的讀數(shù)。
粘度的度量方法分為粘度和相對粘度兩大類。粘度分為動力粘度和運(yùn)動粘度兩種；相對粘度有恩氏粘度、賽氏粘度和雷氏粘度等幾種表示方法。
1、動力粘度η在流體中取兩面積各為1m2，相距1m，相對移動速度為1m/s時所產(chǎn)生的阻力稱為動力粘度。單位Pa.s（帕.秒）。過去使用的動力粘度單位為泊或厘泊，泊（Poise）或厘泊為非法定計量單位。
1Pa.s=1N.s/m2=10P泊=10的3次方cp＝1Kcps
ASTM D445標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用運(yùn)動粘度來計算動力粘度，即η=ρ.υ式中η-動力粘度，Pa.s期目標(biāo)制ρ-密度，kg/m3 υ-運(yùn)動粘度，m2/s我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T506-82為潤滑油低溫動力粘度測定法。該法使用于測定潤滑油和深色石油產(chǎn)品的低溫（0～-60℃）動力粘度。在嚴(yán)格控制溫度和不同壓力條件下，測定一定體積的試樣在已標(biāo)定常數(shù)的毛細(xì)管粘度計內(nèi)流過所需的時間，秒。由試樣在毛細(xì)管流過的時間與毛細(xì)管標(biāo)定常數(shù)和平均壓力的乘積，計算動力粘度，單位為Pa.s。該方法重復(fù)測定兩個結(jié)果的差數(shù)不應(yīng)超過其算術(shù)平均值的±5%。
2、運(yùn)動粘度υ流體的動力粘度η與同溫度下該流體的密度ρ的比值稱為運(yùn)動粘度。它是這種流體在重力作用下流動阻力的度量。在國際單位制（SI）中，運(yùn)動粘度的單位是m2/s。過去通常使用厘斯（cSt）作運(yùn)動粘度的單位，它等于10-6m2/s，即1cSt=1mm2/s。
運(yùn)動粘度通常用毛細(xì)管粘度計測定。在嚴(yán)格的溫度和可再現(xiàn)的驅(qū)動壓頭下，測定一定體積的液體在重力作用下流過標(biāo)定好的毛細(xì)管粘度計的時間，為了測準(zhǔn)運(yùn)動粘度，首先必須控制好被測流體的溫度，測溫精度要求達(dá)到0.01℃；其次必須選擇恰當(dāng)?shù)拿?xì)管的尺寸，保證流出時間不能太長也不能太短，即粘稠液體用稍粗些的毛細(xì)管，較稀的液體用稍細(xì)的毛細(xì)管，流動時間應(yīng)不小于200秒；須定期標(biāo)定粘度管常數(shù)；而且安裝粘度管時必須保持垂直。運(yùn)動粘度國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T256-88，相當(dāng)于ASTM D445-96/IP71/75。
3、恩氏粘度0E我國的國家標(biāo)準(zhǔn)為石油產(chǎn)品恩氏粘度測定法GB/T266-88。這是一種過去常用的相對粘度，其定義是在規(guī)定溫度下，200ml液體流經(jīng)恩氏粘度計所需時間（s），與同體積的蒸餾水在20℃事流經(jīng)恩氏粘度計所需時間（s）之比稱為恩氏粘度。
4、雷氏粘度（Redwood）此粘度主要在英國和日本沿用。其定義是以50ml試油在規(guī)定溫度60℃或98.9℃下流過雷氏粘度計所需時間，單位為秒。
5、賽氏通用粘度（Saybolt Universal Viscosity）美國多習(xí)慣用這種粘度單位，其定義是在某規(guī)定溫度下從賽氏粘度計流出60ml液體所需時間，單位為秒。美國標(biāo)準(zhǔn)方法為ASTM D88
6、幾種粘度的換算1）恩氏粘度與運(yùn)動粘度的換算
運(yùn)動粘度υ（mm2/s）=7.310E-6.31/0E 2）雷氏粘度與運(yùn)動粘度的換算運(yùn)動粘度υ（mm2/s）=0.26R-172/R 當(dāng)R>225s時，則用υ（mm2/s）=0.26R 3)賽氏粘度與運(yùn)動粘度的換算:υ（mm2/s）=0.225S當(dāng)S>285s時用上式。
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