博勒飛不同型號粘度計的測試數據之間如何對比? 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據比 較,請務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 轉子型號、轉速、測試溫度、讀數時間等);否則,同一樣品的測試結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,所得到的測試數據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(轉子)形狀相同的量程為 RV/HA/HB 系列的 轉子式粘度計之間可以進行部分數據對比。 大多數的情況下,例如粘度計本身的測量系統(轉子)形狀就不同的 LV 機型和 RV/HA/HB 機型之間則 無法進行數據對比。下面就不同型號的粘度計數據對比做一簡要說明。 轉子式粘度計之間的數據對比 轉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)* SMC(轉子常數)* (100*100 / 轉速) 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,相同轉子相同轉速(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 旋轉式旋轉粘度計的 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 型測得的粘度數據是無效的! BROOKFIELD 旋轉式旋轉粘度計測得的粘度數據是樣品的相對粘度值,因此,當轉子,轉速 及溫度條件相同時,在儀器的量程范圍內,RV 機型與 HB 機型測得的數據是基本一致的。 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 機型測得數據的絕 對誤差比 RV 機型的大 8 倍。 為了獲得可靠的測試數據比對,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 機型在相同轉子,轉速和溫度的測試條件下進行比較,可通過同時調高 2 臺 機型的轉速,或者更換尺寸更大的轉子,以使得 RV 機型的測試扭矩在 80%-100%之間,以 便 2 臺粘度計的測試數據同時落在 10%-100%的有效扭矩測試范圍內。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常會出現 RV 機型超量程,而 HB 機型尚未達到有 效讀數(10%以上)的情況。 二. 轉子式粘度計與錐板式粘度計的數據對比 DV 系列粘度計與錐板式粘度計的轉子形狀不同,因此轉子的剪切率常數不同,對于非牛頓 流體,在相同轉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 度計測得的粘度數據的變化關聯是有一定可比性的。
BROOKFIELD 轉子式粘度計的 SSA 附件(小量樣品適配器)及錐板式粘度計的轉速與剪切速 率(Shear Rate)存在以下的換算關系: 粘度計轉子的剪切速率 = SRC(轉子剪切速率常數)* 當前轉速 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 子得到相同的剪切速率,則轉速應設定為 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子的剪切率常數不同, 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》。 雖然使用轉子粘度計與錐板粘度計測得的數據存在數值上的差異,但非牛頓流體類樣品隨著 設定的剪切速率變化所產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, 可以通過多組數據的統計分析來得到一個經驗對比常數,以便日常測試數據的轉換對比。因 此,我們不建議在不同機型/不同測量系統中來進行測試數據的比對。 旋轉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,常常需要更換轉子或轉速 來實現大范圍的測量,是操作不方便,第二是要進行數據比較時,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 進行數據比較、得到的粘度值和流變特性曲線,極力推薦客戶使用 BROOKFIELD 旋 轉流變儀 RS 系列產品! |