旋轉粘度計使用原理及注意的幾個問題

       旋轉粘度計廣泛應用于測定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、藥物、膠粘劑等各種流體的動力粘度。該儀器結構簡單、價格便宜、方便實用，因而廣受歡迎。在長期從事該類儀器的檢定過程中我們發現許多用戶，特別是中小企業的測試人員在使用過程中存在許多問題，往往我們檢定的儀器性能優于國家計量檢定規程的要求，但是用戶在測試樣品時數據偏差很大。現就如何正確使用該類儀器獲得準確可靠的測量結果分析如下。
首先，簡單介紹一下該類儀器的測量原理：
       旋轉粘度計開機后首先要檢測零位，這一操作一般在不安裝轉子的情況下進行，然后在半徑R1的外筒里同軸地安裝半徑R2的內筒,其間充滿了粘性流體,同步電機以穩定的速度旋轉,接連刻度圓盤,再通過游絲和轉軸帶動內筒(即轉子)旋轉, 內筒(即轉子)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。將讀數乘以特定的系數即得到液體的動力粘度。
根據其測量原理,為了獲得準確可靠的測量數據必須注意以下幾點：
       一、儀器的性能指標必須滿足國家計量檢定規程度要求。使用中的儀器要進行周期檢定,必要時(儀器使用頻繁或處于合格臨界狀態)要進行中間自查以確定其計量性能合格,系數誤差在允許范圍內,否則無法獲得準確數據。
      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定的溫度點附近,對精確測量最好不要超過0.1℃。
      三、測量容器(外筒)的選擇。對于雙筒旋轉粘度計要仔細閱讀儀器說明書,不同的轉子(內筒)匹配相應的外筒, 否則測量結果會偏差巨大。對于單一圓筒旋轉粘度計,原理上要求外筒半徑無限大,實際測量時要求外筒即測量容器的內徑不低于某一尺寸。例如上海天平儀器廠生產的NDJ-1型旋轉粘度計,要求測量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子時,若容器內徑過小引起較大的測量誤差。
      四、正確選擇轉子或調整轉速,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,其穩定性及讀數偏差綜合在一起有0.5格,如果讀數偏小如5格附近,引起的相對誤差在10％以上,如果選擇合適的轉子或轉速使讀數在50格,那么其相對誤差可降低到1％。如果示值在90格以上，使游絲產生的扭矩過大，容易產生蠕變，損傷游絲，所以一定要正確選擇轉子和轉速。
       五、頻率修正。 對于國產儀器名義頻率在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, 必須進行頻率修正,否則會產生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、轉子浸入液體的深度及氣泡的影響。 旋轉粘度計對轉子浸入液體的深度有嚴格要求,必須按照說明書要求操作(有些雙筒儀器對測試的液體用量有嚴格要求,必須用量筒量取)。在轉子浸入液體的過程中往往帶有氣泡,在轉子旋轉后一段時間大部分會上浮消失,附在轉子下部的氣泡有時無法消除,氣泡的存在會給測量數據帶來較大的偏差，所以傾斜緩慢地浸入轉子是一個有效的辦法。
       七、轉子的清洗。測量用的轉子(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,可用合適的有機溶劑浸泡,千萬不要用金屬刀具等硬刮,因為轉子表面有嚴重的刮痕時會帶來測量結果的偏差。
       八、其他需注意的問題。
      1．大部分儀器需要調整水平,在更換轉子和調節轉子高度后以及在測量過程中隨時注意水平問題,否則會引起讀數偏差甚至無法讀數。
      2．有些儀器需裝保護架,仔細閱讀說明書按規定安裝, 否則會引起讀數偏差。
      3．確定是否為近似牛頓流體,對于非牛頓流體應經過選擇后規定轉子、轉速和旋轉時間,以免誤解為儀器不準。
      綜上所述, 旋轉粘度計雖然結構簡單、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確的測量結果,影響產品質量。