鑒于不少用戶對于不同粘度計之間的測試數(shù)據(jù)比對存在一些疑惑,。借此就不同型號粘度計的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行一個簡要的比較說明,希望對大家有所幫助,。
一,、粘度數(shù)據(jù)對比的前提
粘度計的粘度測量是一種相對測量。進(jìn)行同一個樣品的測量數(shù)據(jù)比較,,需使用使用相同量程的粘度計機(jī)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。那么,,當(dāng)我們使用了不同機(jī)型的粘度計測量同一個樣品時,,結(jié)果會如何?這些粘度數(shù)據(jù)之間還有比較的可能性么,?當(dāng)我們使用不同機(jī)型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機(jī)型差異。某些機(jī)型之間,,如測量系統(tǒng)(轉(zhuǎn)子)形狀相同的量程為RV/HA/HB系列的標(biāo)準(zhǔn)粘度計之間原則上可以進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)的對比,。而標(biāo)準(zhǔn)粘度計本身的測量系統(tǒng)(轉(zhuǎn)子)形狀就不相同的LV機(jī)型和RV/HA/HB機(jī)型之間無法進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)對比?;谝陨锨疤?,就不同機(jī)型粘度計的數(shù)據(jù)對比做一簡要說明。
讓我們瞧瞧吧
二,、 不同量程的標(biāo)準(zhǔn)粘度計
對比說明
標(biāo)準(zhǔn)粘度計滿量程粘度值的計算公式:
FSR = TK * SMC *(100*100 / RPM)
注:TK為扭矩常數(shù),,SMC為轉(zhuǎn)子常數(shù),RPM為轉(zhuǎn)速,。
各量程機(jī)型的TK值如下:
LV 型 = 0.09373
RV 型 = 1
HA 型 = 2
HB 型 = 8
以RV和HB機(jī)型的標(biāo)準(zhǔn)粘度計為例,,由上式可得:相同的轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速及溫度下,,HB 機(jī)型粘度計的測試量程為RV 機(jī)型的 8 倍,。
我司標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(jī)型與HB機(jī)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(dāng)前測試條件下的量程* 1%,因此HB機(jī)型測得數(shù)據(jù)的誤差是RV機(jī)型的8倍,。
如樣品為單純的牛頓流體(樣品粘度不隨剪切率的改變而變化),,在HB機(jī)型粘度計轉(zhuǎn)速選80RPM以及相同轉(zhuǎn)子(相同溫度)下,為了RV機(jī)型粘度計實測的粘度值與HB的相符則可考慮采用10RPM的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測試,。但實際樣品基本都是非牛頓流體(同一樣品,,粘度隨剪切率的改變而變化),因此即使兩個儀器選定了理論上合適的扭矩常數(shù)(HB:RV=8:1)與轉(zhuǎn)速(HB:RV=8:1),,也無法確保就能獲得一致的粘度值,??紤]到不同機(jī)型粘度測量的相對獨立性和由樣品本身流變特性造成的測量數(shù)據(jù)不匹配性,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(jī)型,。
我司旋轉(zhuǎn)粘度計的有效使用量程為扭矩值的10% - 100%。因此,,當(dāng)RV型轉(zhuǎn)子粘度計的測試扭矩達(dá)到80%-100%之間時,,才可與HB機(jī)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,!
如若必須使用RV機(jī)型與HB機(jī)型在相同轉(zhuǎn)子,、轉(zhuǎn)速和溫度的測試條件下進(jìn)行比較,原則上可通過同時調(diào)高2臺機(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太窄,,實際測試中很多樣品可能經(jīng)常會出現(xiàn)RV機(jī)型已超量程,而HB機(jī)型尚未達(dá)到有效讀數(shù)(扭矩百分比為10%以上)的情況,。因此,,實際當(dāng)中不同量程機(jī)型之間的數(shù)據(jù)對比基本上很難實現(xiàn)。
讓我們繼續(xù)吧
三,、標(biāo)準(zhǔn)粘度計 VS 錐板粘度計
對比說明
標(biāo)準(zhǔn)粘度計與錐板粘度計的轉(zhuǎn)子形狀不同,,因此儀器內(nèi)部計算粘度值的公式*不同,其測得的相對粘度值是不存在可比性的,。但是從流變學(xué)的角度來看,,由于絕對粘度值 = 剪切應(yīng)力 / 剪切率,因此,,當(dāng)樣品在相同的剪切速率及相同溫度的條件下,,粘度計測得的粘度數(shù)據(jù)的變化關(guān)聯(lián)是有一定可比性的,但是如若需要得到精確的絕對粘度值,,則必須使用高級旋轉(zhuǎn)流變儀。
我司標(biāo)準(zhǔn)粘度計的SSA附件(小量樣品適配器)及錐板粘度計仿效了我司旋轉(zhuǎn)流變儀的設(shè)計,,其設(shè)定的轉(zhuǎn)速與流變學(xué)意義上的剪切率(Shear Rate)存在一定的換算關(guān)系:
轉(zhuǎn)子剪切率 = SRC(剪切常數(shù))* RPM
由上式可得,,當(dāng)RV機(jī)型標(biāo)準(zhǔn)粘度計的SC4-14轉(zhuǎn)子(SRC=0.4)在100 RPM下時,對樣品的剪切率為 0.4 * 100 = 40 1/s (剪切率單位為1/s),。此時,,如若希望CAP2000+型錐板粘度計的CAP-05號轉(zhuǎn)子(SRC=3.3)得到相同的剪切率,,則其轉(zhuǎn)速應(yīng)設(shè)為 40 / 3.3 = 12 RPM。
實際測試中,,盡管我們可以設(shè)定相同的剪切率與測試溫度,,但是由于粘度測量的三個根本變量(絕對粘度值 / 剪切應(yīng)力 / 剪切率)中我們的粘度計僅能精確得到一個剪切率變量,因此不同機(jī)型/不同測量體系下測得的絕對粘度值也會存在一定的差異,。
由此,,我們應(yīng)該是更多地(實際上也只能)考慮不同機(jī)型/不同測量系統(tǒng)在相同剪切率(相同溫度)下同一樣品粘度可能存在的變化趨勢關(guān)聯(lián)性,而不要糾結(jié)于實測的粘度值是否相近或者相同,。就實際經(jīng)驗而言,,我們需要花費很大的精力去做不同型號粘度計所測數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性的統(tǒng)計分析,但最終卻往往發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)并沒有好的比對關(guān)聯(lián)性,,因此我們強(qiáng)烈不建議在不同粘度計機(jī)型/不同測量系統(tǒng)中來進(jìn)行測試數(shù)據(jù)的比對,。
旋轉(zhuǎn)粘度計無論是何種機(jī)型,在測量范圍上都有比較大的局限性,,常常需要更換轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)大范圍的測量,,一是操作不方便,二則是要進(jìn)行數(shù)據(jù)比較時,,由于測量條件的改變使得剪切率條件也隨之改變了,,所以無法進(jìn)行有效比較。因此對非牛頓流體而言,,要想全面且方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)比較,,得到精確的絕對粘度值和流變曲線,推薦使用RST系列旋轉(zhuǎn)流變儀,!
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