旋转粘度计的测量结果受多种因素影响,这些因素可能来自仪器本身、样品特性、操作过程等多个方面。以下是主要影响因素的详细介绍:
一、仪器相关因素
转子与转速选择
转子型号(如不同直径、形状的转子)和转速需与样品黏度匹配。若转子选择过小或转速过高,可能导致剪切速率超出样品范围,测量值偏低;反之则可能因扭矩不足导致数据不准确。
示例:高黏度样品(如糖浆)需用大直径转子(如 LV 系列转子)和低转速(如 6rpm),低黏度样品(如水)则需小转子和高转速(如 200rpm)。
仪器精度与校准
仪器未定期校准(如温控系统、扭矩传感器)会导致系统误差。例如,转子偏心或轴系磨损可能使测量扭矩偏离真实值。
进口仪器(如 Brookfield)通常校准周期更长,而国产仪器需更频繁校准以保证精度。
温度控制
样品黏度对温度敏感(如润滑油黏度随温度升高而降低),温控精度不足(如 ±0.5℃以上波动)会导致测量值偏差。
需确保恒温槽水温均匀,且样品在测试前恒温足够时间(如 30 分钟)。
二、样品特性因素
样品均匀性与杂质
样品中有颗粒、气泡或分层(如未充分搅拌的乳液)会干扰转子旋转,导致黏度测量值波动或偏高。
解决方案:测试前过滤样品(用 0.45μm 滤膜)并充分摇匀,避免气泡混入。
剪切速率依赖性
非牛顿流体(如涂料、聚合物溶液)的黏度随剪切速率变化:
假塑性流体(如番茄酱):剪切速率升高,黏度降低,需固定转速或采用多转速法拟合流变曲线。
胀塑性流体(如淀粉糊):剪切速率升高,黏度升高,需注意转速选择范围。
触变性与时效性
触变性流体(如油墨)静置时黏度高,受剪切后黏度下降,需在固定剪切时间后测量(如转子旋转 30 秒后读数)。
样品放置时间过长可能发生化学变化(如氧化、凝胶化),导致黏度改变,需在规定时间内完成测试。
三、操作过程因素
转子浸入深度
转子未完全浸入样品中(如浸入深度不足或过深)会改变剪切面积,导致测量值偏差。
需严格按说明书要求调整转子高度,确保液面达到刻度线(如距转子顶端 1~2mm)。
样品量与容器规格
样品量不足(如小于最低要求体积)会导致转子边缘流体扰动,测量值偏低;容器直径过小(如小于 50mm)会因壁面效应影响结果。
标准测试容器需为圆柱形,直径≥转子直径的 2 倍,样品体积≥200mL(根据仪器型号调整)。
读数时机与稳定性
启动后立即读数会因流体未达到稳态流动导致数据波动,需等待扭矩值稳定(如指针式仪器指针摆动幅度<±1%)后再记录。
数字式仪器需设置采样时间(如每 10 秒采样一次,取 3 次平均值)。
四、环境与外界干扰
振动与气流
仪器放置在振动台或空调出风口附近,会导致转子晃动或样品温度波动,影响测量重复性。
需将仪器置于稳固台面上,远离振动源和气流。
电磁干扰
周边强电磁场(如变压器、电机)可能干扰扭矩传感器信号,导致读数异常。
五、其他影响因素
转子清洁度
转子表面残留上次测试的样品(如干结的油漆)会改变转子有效直径,导致测量误差,需用溶剂(如乙醇、丙酮)清洗后干燥。
标准方法符合性
不同行业标准(如 ASTM D445、GB/T 10247)对测试条件要求不同,未按标准操作(如转速序列、温度设定)会导致数据不可比。