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不同型號(hào)旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)之間的對(duì)比

更新時(shí)間:2017-04-25      點(diǎn)擊次數(shù):3939
當(dāng)我們使用不同型號(hào)的旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)測(cè)量同一個(gè)樣品時(shí),所得到的測(cè)試數(shù)據(jù)能否對(duì)比取決于具體的粘度計(jì)型號(hào)差異。某些型號(hào)之間,如測(cè)量系統(tǒng)(轉(zhuǎn)子)形狀相同的量程為RV/HA/HB系列的轉(zhuǎn)子式粘度計(jì)之間可以進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)比。
大多數(shù)的情況下,例如粘度計(jì)本身的測(cè)量系統(tǒng)(轉(zhuǎn)子)形狀就不同的LV機(jī)型和RV/HA/HB機(jī)型之間則無法進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比。下面就不同型號(hào)的粘度計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比做一簡(jiǎn)要說明。
一.旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)之間的數(shù)據(jù)對(duì)比
轉(zhuǎn)子式粘度計(jì)粘度測(cè)試量程的計(jì)算公式:
粘度測(cè)試量程 = TK(扭矩常數(shù))* SMC(轉(zhuǎn)子常數(shù))* (100*100 / 轉(zhuǎn)速)
由如上公式可得,相同轉(zhuǎn)子相同轉(zhuǎn)速(及相同溫度)的條件下,HB 機(jī)型粘度計(jì)的測(cè)試量程為RV 機(jī)型的8 倍。
BROOKFIELD 旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的 有效使用量程為扭矩值的10% - 100%(扭矩值可在儀器屏幕右下角獲得),因此,當(dāng)RV 型轉(zhuǎn)子粘度計(jì)的測(cè)試扭矩達(dá)到80%-100%之間時(shí),才可與HB 機(jī)型對(duì)比;如若該樣品使用RV 型測(cè)得的扭矩值低于80%時(shí),也就意味著使用HB 型粘度計(jì)時(shí),扭矩值低于10%,此時(shí)HB 型測(cè)得的粘度數(shù)據(jù)是無效的!
BROOKFIELD 旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)得的粘度數(shù)據(jù)是樣品的相對(duì)粘度值,因此,當(dāng)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速及溫度條件相同時(shí),在儀器的量程范圍內(nèi),RV 機(jī)型與HB 機(jī)型測(cè)得的數(shù)據(jù)是基本一致的。但是由于儀器自身的測(cè)量誤差 = 當(dāng)前測(cè)試條件下的量程* 1%,因此HB機(jī)型測(cè)得數(shù)據(jù)的誤差比RV 機(jī)型的大8 倍。為
了獲得可靠的測(cè)試數(shù)據(jù)比對(duì),建議與需要做比對(duì)的參照方使用同樣的機(jī)型。
如若必須使用RV 機(jī)型與HB 機(jī)型在相同轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速和溫度的測(cè)試條件下進(jìn)行比較,可通過同時(shí)調(diào)高2 臺(tái)機(jī)型的轉(zhuǎn)速,或者更換尺寸更大的轉(zhuǎn)子,以使得RV 機(jī)型的測(cè)試扭矩在80%-100%之間,以便2 臺(tái)粘度計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)同時(shí)落在10%-100%的有效扭矩測(cè)試范圍內(nèi)。但由于兩者之間的交集范圍太窄,實(shí)際測(cè)試中很多樣品可能經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)RV 機(jī)型超量程,而HB 機(jī)型尚未達(dá)到有效讀數(shù)(10%以上)的情況。
二.旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)與錐板式粘度計(jì)的數(shù)據(jù)對(duì)比
DV 系列粘度計(jì)與錐板式粘度計(jì)的轉(zhuǎn)子形狀不同,因此轉(zhuǎn)子的剪切率常數(shù)不同,對(duì)于非牛頓流體,在相同轉(zhuǎn)速下測(cè)得的黏度值往往會(huì)不相同。但是從流變學(xué)的角度來看,由于粘度值 = 剪切應(yīng)力 / 剪切速率, 因此,當(dāng)樣品在相同的剪切速率及相同溫度的條件下,粘度計(jì)測(cè)得的粘度數(shù)據(jù)的變化關(guān)聯(lián)是有一定可比性的。
BROOKFIELD 轉(zhuǎn)子式粘度計(jì)的SSA 附件(小量樣品適配器)及錐板式粘度計(jì)的轉(zhuǎn)速與剪切速率(Shear Rate)存在以下的換算關(guān)系:
粘度計(jì)轉(zhuǎn)子的剪切速率 = SRC(轉(zhuǎn)子剪切速率常數(shù))* 當(dāng)前轉(zhuǎn)速
由如上公式可得,當(dāng)RVDV2T機(jī)型的SC4-14 轉(zhuǎn)子在10RPM 下時(shí),對(duì)樣品的剪切速率 = 0.4 * 10 = 4 1/s(剪切速率的單位為1/s)。此時(shí),如若希望用CAP2000 型錐板粘度計(jì)的5 號(hào)轉(zhuǎn)子得到相同的剪切速率,則轉(zhuǎn)速應(yīng)設(shè)定為 4 / 3.3 = 1.2 RPM。
實(shí)際測(cè)試中,盡管我們可以通過在不同機(jī)型上設(shè)定相同的剪切速率與測(cè)試溫度,得到相近的粘度測(cè)量值。但是由于不同機(jī)型/不同測(cè)量體系的測(cè)量范圍不同以及轉(zhuǎn)子的剪切率常數(shù)不同,使得樣品受到剪切場(chǎng)的條件也不同,所以往往得到的粘度值會(huì)存在一定的差異,差異的大小取決于樣品的流變特性。
雖然使用旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)與錐板粘度計(jì)測(cè)得的數(shù)據(jù)存在數(shù)值上的差異,但非牛頓流體類樣品隨著設(shè)定的剪切速率變化所產(chǎn)生的粘度值變化的趨勢(shì),卻是大致相同的。因此,針對(duì)同一樣品,可以通過多組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析來得到一個(gè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)比常數(shù),以便日常測(cè)試數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換對(duì)比。因此,我們不建議在不同機(jī)型/不同測(cè)量系統(tǒng)中來進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的比對(duì)。
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)無論是何種機(jī)型,都在測(cè)量范圍上有比較大的局限性,常常需要更換轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)大范圍的測(cè)量,*是操作不方便,第二是要進(jìn)行數(shù)據(jù)比較時(shí),由于測(cè)量條件的改變使得剪切率條件改變了,所以無法進(jìn)行有效比較。
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