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旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)操作的注意事項(xiàng)
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、藥物、膠粘劑等各種流體的動(dòng)力粘度。該儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、方便實(shí)用，因而廣受歡迎。在長(zhǎng)期從事該類儀器的檢定過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)許多用戶，特別是中小企業(yè)的測(cè)試人員在使用過(guò)程中存在許多問(wèn)題，往往我們檢定的儀器性能優(yōu)于國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程的要求，但是用戶在測(cè)試樣品時(shí)數(shù)據(jù)偏差很大?，F(xiàn)就如何正確使用該類儀器獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果分析如下。
首先，簡(jiǎn)單介紹一下該類儀器的測(cè)量原理：
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)開(kāi)機(jī)后首先要檢測(cè)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(guò)游絲和轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)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(dòng)力粘度。
根據(jù)其測(cè)量原理,為了獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)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(guó)家計(jì)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(shí)（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(jì)量性能合格,系數(shù)誤差在允許范圍內(nèi),否則無(wú)法獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
二、特別注意被測(cè)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(wú)所謂,我們的實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)溫度偏差0.5℃時(shí),有些液體粘度值偏差超過(guò)5％,溫度偏差對(duì)粘度影響很大,溫度升高,粘度下降。所以要特別注意將被測(cè)液體的溫度恒定在規(guī)定的溫度點(diǎn)附近,對(duì)測(cè)量不要超過(guò)0.1℃。
三、測(cè)量容器（外筒）的選擇。對(duì)于雙筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)要仔細(xì)閱讀儀器說(shuō)明書(shū),不同的轉(zhuǎn)子（內(nèi)筒）匹配相應(yīng)的外筒,否則測(cè)量結(jié)果會(huì)偏差巨大。對(duì)于單一圓筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì),原理上要求外筒半徑無(wú)限大,實(shí)際測(cè)量時(shí)要求外筒即測(cè)量容器的內(nèi)徑不低于某一尺寸。
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?lè)绞阶x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(duì)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(duì)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(guò)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(duì)于國(guó)產(chǎn)儀器名義頻率在50Hz,而我國(guó)目前的供電頻率也是50Hz,我們用頻率計(jì)測(cè)試變動(dòng)性小于0.5％,所以一般測(cè)量不需要頻率修正。但對(duì)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(huì)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(jì)對(duì)轉(zhuǎn)子浸入液體的深度有嚴(yán)格要求,必須按照說(shuō)明書(shū)要求操作（有些雙筒儀器對(duì)測(cè)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(guò)程中往往帶有氣泡,在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后一段時(shí)間大部分會(huì)上浮消失,附在轉(zhuǎn)子下部的氣泡有時(shí)無(wú)法消除,氣泡的存在會(huì)給測(cè)量數(shù)據(jù)帶來(lái)較大的偏差，所以傾斜緩慢地浸入轉(zhuǎn)子是一個(gè)有效的辦法。
七、轉(zhuǎn)子的清洗。測(cè)量用的轉(zhuǎn)子（包括外筒）要清潔無(wú)污物,一般要在測(cè)量后及時(shí)清洗,特別在測(cè)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(wàn)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(shí)會(huì)帶來(lái)測(cè)量結(jié)果的偏差。
八、其他需注意的問(wèn)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(cè)量過(guò)程中隨時(shí)注意水平問(wèn)題,否則會(huì)引起讀數(shù)偏差甚至無(wú)法讀數(shù)。
2．有些儀器需裝保護(hù)架,仔細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)按規(guī)定安裝,否則會(huì)引起讀數(shù)偏差。
3．確定是否為近似牛頓流體,對(duì)于非牛頓流體應(yīng)經(jīng)過(guò)選擇后規(guī)定轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時(shí)間,以免誤解為儀器不準(zhǔn)。
綜上所述,旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便,但如果不正確使用,一臺(tái)檢定合格的儀器卻不能得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,影響產(chǎn)品質(zhì)量。
首先，簡(jiǎn)單介紹一下該類儀器的測(cè)量原理：
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)開(kāi)機(jī)后首先要檢測(cè)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(guò)游絲和轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)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(dòng)力粘度。
根據(jù)其測(cè)量原理,為了獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)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(guó)家計(jì)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(shí)（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(jì)量性能合格,系數(shù)誤差在允許范圍內(nèi),否則無(wú)法獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
二、特別注意被測(cè)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(wú)所謂,我們的實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)溫度偏差0.5℃時(shí),有些液體粘度值偏差超過(guò)5％,溫度偏差對(duì)粘度影響很大,溫度升高,粘度下降。所以要特別注意將被測(cè)液體的溫度恒定在規(guī)定的溫度點(diǎn)附近,對(duì)測(cè)量不要超過(guò)0.1℃。
三、測(cè)量容器（外筒）的選擇。對(duì)于雙筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)要仔細(xì)閱讀儀器說(shuō)明書(shū),不同的轉(zhuǎn)子（內(nèi)筒）匹配相應(yīng)的外筒,否則測(cè)量結(jié)果會(huì)偏差巨大。對(duì)于單一圓筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì),原理上要求外筒半徑無(wú)限大,實(shí)際測(cè)量時(shí)要求外筒即測(cè)量容器的內(nèi)徑不低于某一尺寸。
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?lè)绞阶x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(duì)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(duì)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(guò)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(duì)于國(guó)產(chǎn)儀器名義頻率在50Hz,而我國(guó)目前的供電頻率也是50Hz,我們用頻率計(jì)測(cè)試變動(dòng)性小于0.5％,所以一般測(cè)量不需要頻率修正。但對(duì)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(huì)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(jì)對(duì)轉(zhuǎn)子浸入液體的深度有嚴(yán)格要求,必須按照說(shuō)明書(shū)要求操作（有些雙筒儀器對(duì)測(cè)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(guò)程中往往帶有氣泡,在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后一段時(shí)間大部分會(huì)上浮消失,附在轉(zhuǎn)子下部的氣泡有時(shí)無(wú)法消除,氣泡的存在會(huì)給測(cè)量數(shù)據(jù)帶來(lái)較大的偏差，所以傾斜緩慢地浸入轉(zhuǎn)子是一個(gè)有效的辦法。
七、轉(zhuǎn)子的清洗。測(cè)量用的轉(zhuǎn)子（包括外筒）要清潔無(wú)污物,一般要在測(cè)量后及時(shí)清洗,特別在測(cè)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(wàn)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(shí)會(huì)帶來(lái)測(cè)量結(jié)果的偏差。
八、其他需注意的問(wèn)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(cè)量過(guò)程中隨時(shí)注意水平問(wèn)題,否則會(huì)引起讀數(shù)偏差甚至無(wú)法讀數(shù)。
2．有些儀器需裝保護(hù)架,仔細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)按規(guī)定安裝,否則會(huì)引起讀數(shù)偏差。
3．確定是否為近似牛頓流體,對(duì)于非牛頓流體應(yīng)經(jīng)過(guò)選擇后規(guī)定轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時(shí)間,以免誤解為儀器不準(zhǔn)。
綜上所述,旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便,但如果不正確使用,一臺(tái)檢定合格的儀器卻不能得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,影響產(chǎn)品質(zhì)量。