保圣科技旋轉(zhuǎn)流變儀Rheometer工作原理介紹

1、概述

旋轉(zhuǎn)流變儀是當(dāng)今較為通用的流變測(cè)定工具，可針對(duì)多種不同的流變測(cè)量方法進(jìn)行配置，以探測(cè)懸浮體的構(gòu)造和性能。 從生成材料在數(shù)十種扭矩下的簡(jiǎn)單粘性流動(dòng)曲線(粘度與剪切力曲線圖)到測(cè)量屈服應(yīng)力，再到用于模擬食物咀嚼過(guò)程的序列，旋轉(zhuǎn)流變儀可用于多種測(cè)試類型。

2、工作原理

在兩個(gè)測(cè)量板或其他相似的幾何形狀板(如錐板或杯和轉(zhuǎn)子系統(tǒng))之間加載樣品。 當(dāng)在上平板施加一個(gè)扭矩時(shí)，就會(huì)在材料上產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力，并測(cè)得所形成的應(yīng)變或應(yīng)變速率(切變速率)。 旋轉(zhuǎn)流變儀與粘度計(jì)的工作原理相同，但前者的功能要強(qiáng)大得多。 其中為顯著的就是前者在施加剪切應(yīng)力時(shí)精度更高、范圍更廣；前者擁有振蕩測(cè)試功能；以及在旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)所施加的法向力的控制度更高。

旋轉(zhuǎn)流變儀可用于測(cè)量從膏狀物和凝膠到構(gòu)造弱的液體在內(nèi)的多種樣品類型。 即使在剪切應(yīng)力極低的區(qū)域，仍能夠控制所施加的剪切力，因此這些儀器適合執(zhí)行穩(wěn)定性研究以及測(cè)量屈服應(yīng)力。 不過(guò)，旋轉(zhuǎn)流變儀針對(duì)數(shù)十種扭矩下的使用情形進(jìn)行了優(yōu)化，而未針對(duì)區(qū)分低粘度弱構(gòu)造流體的粘度進(jìn)行優(yōu)化。 此外，當(dāng)切變速率超過(guò) 1000 s-1時(shí)，旋轉(zhuǎn)流變儀會(huì)在高剪切區(qū)面臨機(jī)械約束。借助這些先進(jìn)復(fù)雜的儀器，可以確保測(cè)試方法與產(chǎn)品的特定加工流程或使用環(huán)境密切匹配。 內(nèi)置的創(chuàng)新軟件非常有用，即使剛?cè)腴T的流變學(xué)家也能夠生成并解讀數(shù)據(jù)。

3、測(cè)量系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)流變儀根據(jù)其等級(jí)大致可以劃分為兩種，一種是以機(jī)械軸承馬達(dá)為核心測(cè)量結(jié)構(gòu)的低等級(jí)旋轉(zhuǎn)流變儀，基本要求是可以進(jìn)行連續(xù)的轉(zhuǎn)速控制，一般只具有穩(wěn)態(tài)測(cè)量功能，可以測(cè)量黏度η、流動(dòng)曲線、屈服應(yīng)力、觸變性等流變學(xué)特性，但測(cè)量范圍比較小。

另一種是以空氣軸承馬達(dá)為核心測(cè)量結(jié)構(gòu)的高等級(jí)旋轉(zhuǎn)流變儀，基本要求是可以進(jìn)行連續(xù)的轉(zhuǎn)速控制、可以產(chǎn)生正弦波應(yīng)變或應(yīng)力，具有穩(wěn)態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量、瞬態(tài)測(cè)量功能，可以測(cè)量黏度、流動(dòng)曲線、屈服應(yīng)力、觸變性、復(fù)數(shù)模量G*、儲(chǔ)能模量G'、損耗模量G"、Tanδ、應(yīng)力松弛、蠕變等流變學(xué)特性，測(cè)量范圍比較寬。

旋轉(zhuǎn)流變儀測(cè)量系統(tǒng)：在穩(wěn)定或變速情況下測(cè)量扭矩，用夾具因子將物理量轉(zhuǎn)化為流變學(xué)的參數(shù)。

保圣科技旋轉(zhuǎn)流變儀Rheometer工作原理測(cè)試條件：

（1）粘度計(jì)或流變儀測(cè)量的邊界條件有以下幾種

1.流動(dòng)必須是層流

2.測(cè)試過(guò)程必須是穩(wěn)態(tài)流動(dòng)

3.樣品與轉(zhuǎn)子之間沒有滑移

4. 樣品是均勻的

5. 測(cè)試過(guò)程樣品沒有物理或化學(xué)性能的變化

6. 注意樣品彈性的影響

（2）旋轉(zhuǎn)測(cè)試

測(cè)量結(jié)果分為相對(duì)粘度與絕對(duì)粘度兩種。

1. 相對(duì)粘度：測(cè)量方式以時(shí)間或其它物理量表示只能用牛頓體標(biāo)定。任何可讀的量(時(shí)間, 距離, 角度)與標(biāo)準(zhǔn)粘度樣品的比率，測(cè)試參數(shù)(轉(zhuǎn)子，速度，裝樣量)必須嚴(yán)格遵守一樣的測(cè)試條件。

2. 絕對(duì)粘度：絕對(duì)粘度=剪切應(yīng)力/剪切速率；

a. 平行板(直線運(yùn)動(dòng))b. 同心圓筒c. 毛細(xì)管d. 錐/平板或平行板(旋轉(zhuǎn))

（3）旋轉(zhuǎn)流變儀的控溫系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)流變儀具有多種控溫系統(tǒng)可選，等級(jí)越高的流變儀可選的控溫系統(tǒng)越多，溫度范圍越寬；低等級(jí)旋轉(zhuǎn)流變儀一般使用液體循環(huán)器作為控溫設(shè)備，高等級(jí)旋轉(zhuǎn)流變儀一般可選半導(dǎo)體控溫 、電加熱控溫、對(duì)流輻射爐控溫等，一般適用范圍大致如下：

半導(dǎo)體控溫（Peltier）：一般在200℃以下，是使用方便的控溫方式；

電加熱控溫：一般在400℃以下，應(yīng)用于聚合物熔體等材料的測(cè)試；

對(duì)流輻射控溫爐：一般可達(dá)到600℃，低溫可達(dá)-150℃左右，特殊的可達(dá)1000℃，主要應(yīng)用于高溫熔體、固體、玻璃熔體、低溫合金熔體等材料；