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粘度測(cè)量和在線(xiàn)粘度計(jì)的應(yīng)用 在線(xiàn)粘度計(jì)技術(shù)指標(biāo)

時(shí)間：2020-07-29    來(lái)源：儀多多儀器網(wǎng)    作者：儀多多商城     
任何人在開(kāi)始研究有關(guān)流變的過(guò)程時(shí)一定會(huì)先問(wèn)一個(gè)問(wèn)題，那就是“為什么要做粘度的測(cè)量呢？從事相關(guān)實(shí)驗(yàn)的研究人員告訴我們，“它可以提供數(shù)據(jù)，包括流程的影響、公式的改變以及對(duì)象對(duì)時(shí)間的變化狀況，以幫助我們更進(jìn)一步的了解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的行為，并且做相當(dāng)程度的推測(cè)?！?p align=center>

在流變特性的測(cè)量里，常見(jiàn)的是對(duì)于其品質(zhì)的控制，如一批批的原料必須有著一致的流變特性。也就是為了這個(gè)原因，對(duì)于產(chǎn)品的一致性與品質(zhì)的控制，大家相信流體的行為是一個(gè)最能夠直接測(cè)量的對(duì)象。

研究流體行為的另外一個(gè)原因，是因?yàn)樗且粋€(gè)可直接得到用于實(shí)際的估計(jì)數(shù)據(jù)的研究。如一個(gè)高粘度的液體，在傳送時(shí)我們知道需要比較高功率的泵。因此了解流變行為對(duì)于管線(xiàn)設(shè)計(jì)與泵的裝配設(shè)計(jì)是非常有用的。

另外在研究中也提出，物質(zhì)的特性在流變上的表現(xiàn)是敏感的，如物質(zhì)分子量的增加或是其分子量分布不一致，會(huì)直接反映在其流動(dòng)行為上。這在高分子的合成上是很重要的，我們可以藉由其流變行為來(lái)比較其分子量，而不需大費(fèi)周折地去測(cè)量其真正數(shù)值。它也是預(yù)測(cè)并控制產(chǎn)品特性、最終控制過(guò)程以保證原材料表現(xiàn)與行為的一種方法。

讓我們思考一個(gè)問(wèn)題，“對(duì)一產(chǎn)品或流程，流變的某些參數(shù)是否對(duì)它們有著關(guān)聯(lián)性呢？”要知道問(wèn)題的答案，直覺(jué)上我們必須要在材料的化學(xué)及物理現(xiàn)象上下功夫，而原因是因?yàn)樗鼈儠?huì)反映出流變行為。現(xiàn)在，我們先假設(shè)這些信息我們已經(jīng)知道并且也確定了幾種可能性。我們要做的下一步是去收集一些關(guān)于流變的初步數(shù)據(jù)，并且思考決定此系統(tǒng)所表現(xiàn)出的流體行為特性屬于哪一范疇內(nèi)?；旧希鲜鰶Q定幫助我們選擇使用某一款粘度計(jì)做測(cè)量并且繪制其有關(guān)流體行為的結(jié)果。

一旦流體的行為已經(jīng)確定，我們就能對(duì)于系統(tǒng)成分間的互相作用情形有更詳細(xì)的了解。在儀器內(nèi)亦建有不少的數(shù)學(xué)模式可拿來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)做較為適當(dāng)?shù)姆抡婺M。

這些數(shù)學(xué)模式范圍可以從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，有些僅是將數(shù)據(jù)繪制成圖表；其它則需要兩種變量比例的計(jì)算。有些是相當(dāng)復(fù)雜的，需要用到計(jì)算器或計(jì)算機(jī)的程序處理。這類(lèi)的分析可以將我們的資料作比較有效的利用，常常也能由這些程序得到一些對(duì)流程與產(chǎn)品來(lái)說(shuō)很重要的數(shù)字。

一旦我們能得知流變數(shù)據(jù)和產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)系，這些流程就能夠被我們一再地反復(fù)使用并控制，而測(cè)得的數(shù)據(jù)也可以幫助我們預(yù)先評(píng)估和控制產(chǎn)品的品質(zhì)。

在線(xiàn)粘度計(jì)產(chǎn)品

目前，Brookfield公司的在線(xiàn)粘度計(jì)產(chǎn)品主要有：VTA、VTE、TT-100、TT-200、TT220、AST-100等主要系列，各系列產(chǎn)品的測(cè)量范圍和適用范圍也不盡相同，在測(cè)量原理上，除了AST-100是采用振動(dòng)式之外，其余均采用旋轉(zhuǎn)式的測(cè)量。
Brookfield經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)室旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)可以調(diào)整不同的轉(zhuǎn)速，由一個(gè)浸入樣品中的轉(zhuǎn)子可以測(cè)得扭力。此轉(zhuǎn)子由一個(gè)馬達(dá)彈簧或傳感器帶動(dòng)， 彈簧或傳感器的偏離由指針顯示(或者經(jīng)由數(shù)字化儀表顯示)。通過(guò)變速箱調(diào)整不同速度與使用不同轉(zhuǎn)子可以測(cè)得不同范圍的粘度。

粘度、粘力、流動(dòng)的阻力(與彈簧或傳感器的松緊有關(guān))與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子形狀有關(guān)， 當(dāng)轉(zhuǎn)速增加或轉(zhuǎn)子增大時(shí)粘力會(huì)加大。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大或轉(zhuǎn)子變大時(shí)，粘度可以由彈簧或傳感器的偏離讀出。最小范圍的粘度可以由表面積最大的轉(zhuǎn)子與最高轉(zhuǎn)速測(cè)得；而最大范圍的粘度可由表面積最小的轉(zhuǎn)子與最慢轉(zhuǎn)速測(cè)得。同一個(gè)轉(zhuǎn)子在不同的轉(zhuǎn)速下，可以測(cè)量流體的流變特性。

粘度計(jì)主機(jī)包含了一個(gè)精確的鈹銅合金的彈簧或傳感器，在指針式的機(jī)型中，指針與軸承直接相連，一端接在軸承上，另一端直接接在指針上。這個(gè)指針是由變速箱所驅(qū)動(dòng)并且經(jīng)由彈簧控制軸承。在數(shù)字化儀表的機(jī)型中，一個(gè)變速度位移轉(zhuǎn)換器偵測(cè)軸承的轉(zhuǎn)角顯示在數(shù)字儀表板上。在線(xiàn)粘度計(jì)則可以輸出4～20mA的電信號(hào)、直流電壓信號(hào)或直接在儀表板上顯示。

在線(xiàn)粘度計(jì)的應(yīng)用

隨著對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)控制要求的提高，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量或滯后的檢驗(yàn)已不能滿(mǎn)足要求，在線(xiàn)測(cè)量的應(yīng)用和需求日益廣泛。

從在線(xiàn)粘度計(jì)的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，使用的效果和實(shí)際收益大致可分成以下三類(lèi)：

■　產(chǎn)品的品質(zhì)與直接粘度有關(guān)
聚合物（化纖、樹(shù)脂等）合成的反應(yīng)終點(diǎn)判定、食品（巧克力）、陶瓷漿等的配料準(zhǔn)確性，這一大類(lèi)的應(yīng)用都直接利用粘度測(cè)量確定最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

■　產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)與粘度有關(guān)
膠囊的壁厚、印刷油墨的穩(wěn)定、瀝青的品質(zhì)分類(lèi)、紙張的厚度等與粘度有關(guān)，需要在工藝中控制。

■　工程設(shè)計(jì)或控制需要粘度指標(biāo)
管道的設(shè)計(jì)、燃料的燃燒效率、輸送過(guò)程的監(jiān)測(cè)和控制等，都需要測(cè)量粘度以達(dá)到較佳或性?xún)r(jià)比較高的效果。

圖3是一石化用戶(hù)采用在線(xiàn)粘度計(jì)測(cè)量和用實(shí)驗(yàn)室采樣分析所進(jìn)行的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，從分析結(jié)果看，在線(xiàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)離散性明顯小于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，同時(shí)經(jīng)擬合后的曲線(xiàn)相關(guān)系數(shù)明顯優(yōu)于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，其主要原因在于實(shí)驗(yàn)室采樣分析的條件與實(shí)際情況已有變化，因此測(cè)量誤差較大。

在線(xiàn)控制的效果用簡(jiǎn)單的圖示可表證如上。

采用在線(xiàn)控制后質(zhì)量的波動(dòng)小，且比較平滑，更有益于質(zhì)量控制和提高效率，降低質(zhì)量成本。     在線(xiàn)粘度計(jì)可用于任何粘度量程及任何流體的粘度測(cè)量，該設(shè)備對(duì)粘度微小變化有很高的敏感。即使是在某些很苛刻的條件下，也可得到所期盼的準(zhǔn)確度，為了保證數(shù)據(jù)的測(cè)量準(zhǔn)確性，在線(xiàn)粘度計(jì) 轉(zhuǎn)子需要按照正確的方式進(jìn)行安裝。下面就由小編跟大家詳細(xì)介紹下使用在線(xiàn)粘度計(jì)轉(zhuǎn)子需要注意什么。 
 
　　，在裝卸在線(xiàn)粘度計(jì)轉(zhuǎn)子的時(shí)候，大家需要格外小心，把連接螺桿微微抬起來(lái)然后在進(jìn)行操作，并且還需要控制好力度，不能讓轉(zhuǎn)子橫向受力，否則在安裝的時(shí)候很容易使其彎曲。 
 
　　第二，對(duì)于已經(jīng)安裝好轉(zhuǎn)子的在線(xiàn)粘度計(jì)，大家需要保證不能夠把該粘度計(jì)進(jìn)行側(cè)放或者倒放。 
 
　　第三，連接轉(zhuǎn)子以及螺絲端面等地方需要保持干凈，否則也會(huì)使得轉(zhuǎn)子出現(xiàn)晃動(dòng)的情況，那么在使用在線(xiàn)粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，其測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也是會(huì)有很大影響的。 
 
　　第四，操作在線(xiàn)粘度計(jì)進(jìn)行升降的時(shí)候，大家需要用手托住，否則很容易使得粘度計(jì)因?yàn)樽灾囟霈F(xiàn)下落的情況，對(duì)于這一點(diǎn)，大家需要格外注意。 
 
　　第五，在調(diào)換轉(zhuǎn)子之后，大家需要及時(shí)輸入新的轉(zhuǎn)子型號(hào)。在每次使用后兌換下來(lái)的轉(zhuǎn)子需要及時(shí)進(jìn)行清潔并且放回到轉(zhuǎn)子架上。在這里需要大家注意的是一定不要把轉(zhuǎn)子留在儀器上進(jìn)行清潔，這樣很容易損壞粘度計(jì)，當(dāng)然清潔起來(lái)也不方便。 
 
　　綜上所述，為了保證在線(xiàn)粘度計(jì)在測(cè)量數(shù)據(jù)的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，能夠大限度的提高各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，大家使用粘度計(jì)的轉(zhuǎn)子的時(shí)候，一定要掌握好上面這些注意事項(xiàng)。當(dāng)然，把這些事項(xiàng)都注意到了，在一定程度上也能夠延長(zhǎng)在線(xiàn)粘度計(jì)的使用壽命。 
 



    目前在線(xiàn)粘度計(jì)主流有2大類(lèi)：振動(dòng)式，旋轉(zhuǎn)式；


    振動(dòng)式在線(xiàn)粘度計(jì)原理：


    振動(dòng)法的原理是傳感器探頭在流體中做一定頻率的振幅運(yùn)動(dòng)；


    由于會(huì)受到流體粘性阻尼的作用，探頭的振幅會(huì)衰減，補(bǔ)充由于流體粘性阻尼而損失的能量；


    使探頭的振幅維持在與流體作用之前的狀態(tài)，則這部分補(bǔ)充的能量與流體的粘度有關(guān)。


    測(cè)量出這部分補(bǔ)充的能量，則可以按照一定的關(guān)系求出流體的粘度。

 


    旋轉(zhuǎn)式在線(xiàn)粘度計(jì)原理：


    是將進(jìn)入待測(cè)流體中的物體旋轉(zhuǎn)，或者是維持物體靜止，而使物體周?chē)牧黧w作旋轉(zhuǎn)流動(dòng)時(shí)；


    由于存在剪應(yīng)力作用，這些流體中的物體將會(huì)受到粘性力矩的作用。


    假若保證旋轉(zhuǎn)等條件相同，此時(shí)粘性力矩的大小將隨著流體的粘度的變化而變化，通過(guò)測(cè)量粘性力矩的大小，即可按照粘度公式求出流體的粘度。


    優(yōu)缺點(diǎn)：


    振動(dòng)法安裝簡(jiǎn)便，清洗方便，但不能控制剪切率，粘度隨物料粘度變化而變化，對(duì)非牛頓流體無(wú)意義，單點(diǎn)測(cè)量受環(huán)境振動(dòng)影響較大。


    旋轉(zhuǎn)法可改變轉(zhuǎn)速可評(píng)價(jià)流體流變性，適用任何流體，但價(jià)格較高，清洗麻煩。







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