簡介
由于傳感器的扭矩讀數(shù)小，所以使用旋轉(zhuǎn)流變儀測量水就成為了一種挑戰(zhàn)。機械軸承儀器（如 thermo scientifichaaketm viscotester iq 流變儀）尤其如此。雖然配備了超低摩擦球軸承，但儀器的轉(zhuǎn)矩下限為 0.2 mnm，與研究級流變儀（如 thermo scientific haake mars流變儀）相比，高出約 5個數(shù)量級。但仍有許多在業(yè)內(nèi)（如聚合物涂層）進行的相關(guān)流變 qc測試處理低粘度流體。在本應用指南中，我們將展示如何利用 haake viscotester iq流變儀測試粘度極低的流體。
圖 1：thermo scientific haake viscotester iq流變儀（帶 tm-li-c48液缸）。
試驗結(jié)果與討論
圖1所示為用于水測試的流變儀設置。haakeviscotester iq流變儀配備有直徑48 mm的溫度控制液缸tm-li-c48及相應的雙狹縫轉(zhuǎn)子ccb41 dg。為了從粘度如此低的流體中獲得有意義的數(shù)據(jù)，就要對測量例程作相應調(diào)整。圖 2所示為適用于如下所示測試的thermo scientific haake rheowin例程。在此類測試中，重要的參數(shù)之一就是每個測量點的測量用時，積分時間也很重要。此處，使用45秒的測量用時和15秒的積分時間。通過 thermo scientific提供的外部循環(huán)器sc100-a10實現(xiàn)溫度控制。測量溫度為20℃（68℉），選擇平衡時間為3分鐘。除了流變測試外，還使用了haake rheowin軟件的自動數(shù)據(jù)分析和報告功能。
圖 2：haake viscotester iq流變儀
中用于測試低粘度流體的
thermo scientific haake rheowin 常規(guī)界面。
圖3：在20℃條件下使用haake viscotester iq 流變儀測試水時，
作為剪切速率γ 的函數(shù)的粘度η 和轉(zhuǎn)矩m。以對數(shù)標度標繪數(shù)據(jù)。
圖3 所示為利用本方法對水進行的9 次測試的測試結(jié)果。由圖 3可看出，各項結(jié)果從 0.2 mnm扭矩開始具有非常高的重復性。不在規(guī)定的過程中時，可獲得的剪切速率范圍有限，但是，可以使用 haake viscotester iq流變儀在約 500～4000s-1的1 個數(shù)量級以上測試水。低于500 s-1時，扭矩讀數(shù)低于規(guī)范要求，高于 4000 s-1時，由于泰勒渦流的出現(xiàn)，監(jiān)測到粘度升高 [1]。
圖 4：直接從 haake rheowin 軟件得到泰勒渦流的情況下，
配備雙間隙轉(zhuǎn)子 ccb41 dg 的 haake viscotester iq 流變
儀的計算測量范圍。
如圖 4所示，此次渦流出現(xiàn)的位置正是 haakerheowin“范圍計算器”所預測的位置。為進一步強調(diào)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和再現(xiàn)性，在圖 5中顯示與圖 3相同的結(jié)果，不過，圖 5以線性標度標繪而成。
圖 5：在 20℃ 條件下使用 haake viscotester iq 流變儀時，作為剪切速率的函數(shù)的粘
度。以線性標度標繪數(shù)據(jù)。
由圖 5可看出，haake viscotester iq流變儀能夠利用直徑較大的雙間隙轉(zhuǎn)子測量水。20℃ 時，在泰勒渦不穩(wěn)定前，所有數(shù)據(jù)均處于 1.00 mpas（cp）的理論水體粘度 ±10%的范圍內(nèi)。
結(jié)論
thermo scientific haake viscotester iq 流變儀為質(zhì)量控制提供了一種快速、簡便且準確的工具。雖然，此流變儀配有機械軸承，但仍可準確評估粘度極低的流體（如水）的粘度。
參考文獻
[1]taylor, g.i. “stability of a viscous liquid contained between two rotating cylinders“, 1923. phil. trans royal society a223, 289–343.