博勒飛不同型號粘度計的測試數(shù)據(jù)之間如何對比?
首先,我們要了解粘度計的粘度測量,是一種相對測量方法。進行同一個樣品的測量數(shù)據(jù)比
較,請務(wù)必使用相同量程的粘度計機型(LV、RV、HA、HB 等)以及相同的測量方法(包含
轉(zhuǎn)子型號、轉(zhuǎn)速、測試溫度、讀數(shù)時間等);否則,同一樣品的測試結(jié)果可能會有很大的差
異。
當我們使用不同型號的粘度計測量同一個樣品時,所得到的測試數(shù)據(jù)能否對比取決于具體的
粘度計型號差異。某些型號之間,如測量系統(tǒng)(轉(zhuǎn)子)形狀相同的量程為 RV/HA/HB 系列的
轉(zhuǎn)子式粘度計之間可以進行部分數(shù)據(jù)對比。
大多數(shù)的情況下,例如粘度計本身的測量系統(tǒng)(轉(zhuǎn)子)形狀就不同的 LV 機型和 RV/HA/HB
機型之間則
無法進行數(shù)據(jù)對比。下面就不同型號的粘度計數(shù)據(jù)對比做一簡要說明。
轉(zhuǎn)子式粘度計之間的數(shù)據(jù)對比
轉(zhuǎn)子式粘度計粘度測試量程的計算公式:
粘度測試量程 = TK(扭矩常數(shù))* SMC(轉(zhuǎn)子常數(shù))* (100*100 / 轉(zhuǎn)速)
TK 值:
LV 型 = 0.09373
RV 型 = 1
HA 型 = 2
HB 型 = 8
SMC 值:
SC4-14 | 125 |
SC4-15 | 50 |
SC4-16 | 128 |
SC4-18 | 3.2 |
SC4-21 | 5 |
SC4-25 | 512 |
SC4-27 | 25 |
SC4-28 | 50 |
SC4-29 | 100 |
SC4-31 | 32 |
SC4-34 | 64 |
SC4-37 | 25 |
RV1 | 1 |
RV2 | 4 |
RV3 | 10 |
RV4 | 20 |
RV5 | 40 |
RV6 | 100 |
RV7 | 400 |
HB1 | 1 |
HB2 | 4 |
HB3 | 10 |
HB4 | 20 |
HB5 | 40 |
HB6 | 100 |
HB7 | 400 |
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 機型粘度計的測試量程
為 RV 機型的 8 倍。
BROOKFIELD 旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)粘度計的 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 RV 型轉(zhuǎn)子粘度計的測試扭矩達到 80%-100%之間時,才可與
HB 機型對比;如若該樣品使用 RV 型測得的扭矩值低于 80%時,也就意味著使用 HB 型粘
度計時,扭矩值低于 10%,此時 HB 型測得的粘度數(shù)據(jù)是無效的!
BROOKFIELD 旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)粘度計測得的粘度數(shù)據(jù)是樣品的相對粘度值,因此,當轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速
及溫度條件相同時,在儀器的量程范圍內(nèi),RV 機型與 HB 機型測得的數(shù)據(jù)是基本一致的。
但是由于儀器自身的測量誤差 = 當前測試條件下的量程* 1%,因此 HB 機型測得數(shù)據(jù)的絕
對誤差比 RV 機型的大 8 倍。
為了獲得可靠的測試數(shù)據(jù)比對,建議與需要做比對的參照方使用同樣的機型。如若必須使用
RV 機型與 HB 機型在相同轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速和溫度的測試條件下進行比較,可通過同時調(diào)高 2 臺
機型的轉(zhuǎn)速,或者更換尺寸更大的轉(zhuǎn)子,以使得 RV 機型的測試扭矩在 80%-100%之間,以
便 2 臺粘度計的測試數(shù)據(jù)同時落在 10%-100%的有效扭矩測試范圍內(nèi)。但由于兩者之間的交
集范圍太窄,實際測試中很多樣品可能經(jīng)常會出現(xiàn) RV 機型超量程,而 HB 機型尚未達到有
效讀數(shù)(10%以上)的情況。
二. 轉(zhuǎn)子式粘度計與錐板式粘度計的數(shù)據(jù)對比
DV 系列粘度計與錐板式粘度計的轉(zhuǎn)子形狀不同,因此轉(zhuǎn)子的剪切率常數(shù)不同,對于非牛頓
流體,在相同轉(zhuǎn)速下測得的黏度值往往會不相同。但是從流變學的角度來看,由于 粘
度值 = 剪切應(yīng)力 / 剪切速率, 因此,當樣品在相同的剪切速率及相同溫度的條件下,粘
度計測得的粘度數(shù)據(jù)的變化關(guān)聯(lián)是有一定可比性的。
BROOKFIELD 轉(zhuǎn)子式粘度計的 SSA 附件(小量樣品適配器)及錐板式粘度計的轉(zhuǎn)速與剪切速
率(Shear Rate)存在以下的換算關(guān)系:
粘度計轉(zhuǎn)子的剪切速率 = SRC(轉(zhuǎn)子剪切速率常數(shù))* 當前轉(zhuǎn)速
SC4-14 | 0.4 |
SC4-15 | 0.48 |
SC4-16 | 0.29 |
SC4-18 | 1.32 |
SC4-21 | 0.93 |
SC4-25 | 0.22 |
SC4-27 | 0.34 |
SC4-28 | 0.28 |
SC4-29 | 0.25 |
SC4-31 | 0.34 |
SC4-34 | 0.28 |
SC4-37 | 0.36 |
CAP01 | 13.3 |
CAP02 | 13.3 |
CAP03 | 13.3 |
CAP04 | 3.3 |
CAP05 | 3.3 |
CAP06 | 3.3 |
CAP07 | 2.0 |
CAP08 | 2.0 |
CAP09 | 2.0 |
CAP10 | 5.0 |
由如上公式可得,當 RVDV2T 機型的 SC4-14 轉(zhuǎn)子在 10RPM 下時,對樣品的剪切速率 = 0.4 *
10 = 4 1/s(剪切速率的單位為 1/s)。此時,如若希望用 CAP2000 型錐板粘度計的 5 號轉(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。
實際測試中,盡管我們可以通過在不同機型上設(shè)定相同的剪切速率與測試溫度,得到相近的
粘度測量值。但是由于不同機型/不同測量體系的測量范圍不同以及轉(zhuǎn)子的剪切率常數(shù)不同,
使得樣品受到剪切場的條件也不同,所以往往得到的粘度值會存在一定的差異,差異的
大小取決于樣品的流變特性。有關(guān)流變學原理的闡述,您可以參考我公司的專著《More
Solutions to Sticky Problems》,中文翻譯為《粘度測量疑難解答》。
雖然使用轉(zhuǎn)子粘度計與錐板粘度計測得的數(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,卻是大致相同的。因此,針對同一樣品,
可以通過多組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析來得到一個經(jīng)驗對比常數(shù),以便日常測試數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換對比。因
此,我們不建議在不同機型/不同測量系統(tǒng)中來進行測試數(shù)據(jù)的比對。
旋轉(zhuǎn)粘度計無論是何種機型,都在測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
來實現(xiàn)大范圍的測量,是操作不方便,第二是要進行數(shù)據(jù)比較時,由于測量條件的改變
使得剪切率條件改變了,所以無法進行有效比較。因此對非牛頓流體而言,要想比較方便地
進行數(shù)據(jù)比較、得到的粘度值和流變特性曲線,極力推薦客戶使用 BROOKFIELD 旋
轉(zhuǎn)流變儀 RS 系列產(chǎn)品!
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