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09 2026.04
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探討粘度計基本概念原理及測試影響因素
粘度計一般用於測(ce)量流(liu)體(液(ye)體和氣體(ti))的粘度(du)的儀器，粘度是表示流體在流動時，流體内部发生(sheng)内摩(mo)擦的物理量，是流體反抗形變的能(neng)力，是用來(lai)鉴定某些成品或半成品質(zhi)量的一項重要指標。液體在流動時，在其(qi)分子間產生内摩擦的性質，称為液體的粘性(xing)，粘性的大小用粘度表示，是用來表征液體性質相關的阻(zu)力因(yin)子。絕缘油的粘度與一般液體的粘度概念相同，就是液體的内摩(mo)擦，即表示絕缘(yuan)油在(zai)外力作用下，作相對層流(liu)運動。絕缘油分子問產生内(nei)摩擦阻力的性質。絕缘油的内摩擦(ca)力愈大，粘(zhan)度也愈大，流(liu)動愈困难，散熱性能(neng)差。粘度随流體不同而不同，随(sui)温度(du)變化而變化。
粘度計的分類及原理
1.1 按操作方式分類
1.1.1 毛(mao)細管式粘度計(ji)工作原理
毛細管式粘度計(ji)通常(chang)為賽氏粘度計，是一種常见的(de)粘度(du)計。其工作原理是：樣品容(rong)器（包括流出毛細管）内充满待(dai)測樣(yang)品，處於恒(heng)温浴内，液柱高(gao)度為h。打開(kai)旋塞，樣品開始流(liu)向(xiang)受液器，同時開始計算時間，到樣品液(ye)面達到刻度線為止(zhi)（如圖1示(shi)意圖）。樣品粘度越大，这段(duan)時(shi)間越长。因此，这段時間直接反映出(chu)樣品(pin)的粘度。
1.1.2 旋(xuan)轉式粘度計工作原(yuan)理
常见的旋轉式(shi)粘度計(ji)是錐板式粘度計（如圖2示(shi)意圖）。它主要包括一块平(ping)板和一块錐板。電動(dong)機經變速齒轮带(dai)動平板恒速旋轉，依靠毛細管作用使(shi)被測樣品保持在兩板之間，並借樣品分子間(jian)的摩擦力而带動錐(zhui)板旋轉。在扭(niu)矩檢測(ce)器内的扭簧的作用下，錐板(ban)旋轉一定角度后不再轉動(dong)。此時(shi)，扭簧所施加的扭矩與被測樣(yang)品(pin)的分子内部摩擦力（即粘度）有關：樣品粘度越大，扭矩越大。扭矩檢測器内設有一個可變電(dian)容器，其動片随着錐(zhui)板轉動，从而改變本身的電容数值。这一電容變化反映(ying)出的扭簧扭(niu)矩即為被測樣品的粘度，由儀(yi)表顯示出來。
圖1 示意圖
1.1.3 振動式粘度計(ji)工作(zuo)原理
振動式粘度計的工(gong)作(zuo)原理是：處於流(liu)體内的物體振動時會受到流體的阻碍作用，此(ci)作用的大小與流體的粘(zhan)度有關。常用的振動式粘度計有超聲波粘度計，其探測(ce)器内有一(yi)個弹片。在受(shou)脉(mai)冲電流激勵時，弹片產生(sheng)超(chao)聲波範围的機械振動。当弹片浸(jin)在被測樣品中時，弹片的振幅與樣(yang)品(pin)的粘度和密度有關。在已知密(mi)度的情(qing)况下，可从測出的振幅数據求得粘度数值。
1.2 按測量產品的種類
1.2.1 锡膏粘度計工作原理
圖2 示意圖
锡膏粘度(du)計采用了螺旋泵式傳感器的共轴雙重圆(yuan)筒型回轉粘度計，主要用來測量锡膏、膜厚粘膏(gao)、粘合剂、锡膏抗焊漆、液状抗焊漆、其他的油墨、粘膏類等。根(gen)據測定部密封性，具(ju)有温度調整(zheng)技能，能够连接到(dao)個人(ren)電脑，自動測量，数據讀取做(zuo)自動計算。
1.2.2 斯(si)托默粘度計工作原(yuan)理
斯托默粘(zhan)度計是(shi)用於測定油漆和其他用KU值表示涂(tu)料粘(zhan)稠度的測試儀器。该儀器遵循的設(she)計依據為ASTM標準及GB9269—88標準。天津市精科材料試驗機(ji)廠是專(zhuan)業生產油漆、涂料(liao)、油墨設(she)備材料試驗機及(ji)涂料行業試驗室專用設備的最大型企業。本粘度計采用單片微機，操作者不用查表即可从本儀器(qi)上直接讀(du)得測樣品的KU值。
1.2.3 粘度控製儀工作原理
粘度控製儀能够很好(hao)地管理涂料(liao)、墨水、粘着剂、食(shi)品(pin)、药(yao)品、油等各種各樣(yang)的(de)流體的粘度；采用共轴(zhou)二重圆筒式；螺形(xing)線滑法泵傳感器維持(chi)固定流，能得到稳定了的数值；接连根據搅(jiao)拌粘度變化的粘性體的粘度能(neng)正確測量。
1.2.4 便(bian)攜式粘度計工作原理
便攜式粘度計是采用共轴二重圆筒式，螺形(xing)線滑法泵傳感器維持(chi)固定流，根據连接搅拌粘度變化能正(zheng)確測量粘體(ti)的粘度。
2 影響粘度測量的因素
根據其測量原理，為了获得準確可靠的測(ce)量数(shu)據必须注意以下几點：
2.1 温度
特別注意被測液體的温度。許(xu)多用戶忽視这一點，認為温度差一點无所(suo)谓，我們(men)的實驗證明：当温度偏差0.5℃時，有些(xie)液體粘度值(zhi)偏差超過5%，温度偏差對粘度影響(xiang)很(hen)大，温度升高(gao)，粘度下降。所以要特(te)別注意將被測液體的温度恒定在(zai)規定的温度點附近，對精確(que)測(ce)量最好不要超過0.1℃。
2.2 測量容器（外筒）的選擇
對於(yu)雙筒旋轉粘度計要仔細阅(yue)讀儀器說明书，不同的轉子（内(nei)筒）匹配相應的(de)外筒，否則測量結果會偏差巨大。對於單一(yi)圆筒旋轉粘度計，原理上要求外筒半径无限(xian)大，實际測量時要求外筒即測(ce)量容器的内径不低於某一(yi)尺寸。例如上海天平儀器廠生產的(de)NDJ-1型(xing)旋轉粘度計，要(yao)求(qiu)測量用烧盃或直筒形容器直径不小於70mm。實驗證明特別在使用一號轉子時，若容(rong)器内径(jing)過小引起较大的測量误差。
2.3 頻率修正
對於國產儀器名義頻率在50Hz，而(er)中國的供電頻率也(ye)是50Hz，用頻率(lv)計測試變動性小於(yu)0.5%，所以(yi)一般測量不需要頻率修(xiu)正。但(dan)對於(yu)日本和欧美的有些儀器，名義頻率在60Hz，必须(xu)進行頻率(lv)修正，否則會產生20%的误差，修正公式為：實(shi)际粘度=指示粘度×名義頻率÷實际(ji)頻(pin)率。
2.4 轉子浸入(ru)液體的深度及氣(qi)泡的影響
旋轉粘度計對轉子浸入液體的深度有嚴格(ge)要(yao)求,必须(xu)按照說明书要求操作（有些雙筒儀器對測試的液體用量有(you)嚴格要求，必须用(yong)量筒量取(qu)）。在轉子浸入液體的過程中(zhong)往往带有氣泡，在(zai)轉子旋轉后一段時間大部分會上浮消(xiao)失，附在轉子(zi)下部(bu)的氣泡有時无法消除，氣泡的(de)存在會給(gei)測量数據带來较大的偏差，所以倾斜缓慢(man)地浸入轉子是一個有效的(de)辦法。
2.5 清洗
測量用的轉子或毛細管要(yao)清洁无污(wu)物，一般要在測(ce)量后及時清洗，特(te)別在測油漆(qi)和胶粘剂之后。要注(zhu)意清洗的方(fang)法，可用合適的有機溶剂浸泡，千萬不(bu)要用金(jin)屬刀具等硬刮，因為轉子表面或毛細管(guan)内部有嚴重的(de)刮痕時會带來測量結果的偏差。
3 結语
多年來，采用各種樣式和方(fang)法進行粘度測量已(yi)得到发展。归功於ASTM和(he)國际(ji)標準化組織（ISO），粘(zhan)度計的檢定方法，程序，校準(zhun)，清(qing)洁和其他因(yin)素也得到了发展，以確保不同粘度(du)計之間的準(zhun)確性和一致性。根(gen)據其測量原理儀器的性能指標(biao)必须满足國家計量檢定規程度要求。使用中的儀器要(yao)進行周期檢(jian)定，必要(yao)時（儀(yi)器使用頻繁或處於合格臨界状態）要進行中間自查以確(que)定其計量性能合格，系数误差在允許範围内，否則无法获(huo)得準確(que)数據。