Brookfield不同型号粘度计的测试数据之间如何对比?

2019-06-24 11:02:30 dwshanghai123 151

Brookfield不同型号粘度计的测试数据之间如何对比?

Brookfield不同型号粘度计的测试数据之间如何对比?

Brookfield不同型号粘度计的测试数据之间如何对比?

 

首先,我们要了解粘度计的粘度测量,是一种相对测量方法。进行同一个样品的测量数据比较,请务必使用相同量程的粘度计机型(LV、RV、HA、HB等)以及相同的测量方法(包含转子型号、转速、测试温度、读数时间等);否则,同一样品的测试结果可能会有很大的差异。

当我们使用不同型号的粘度计测量同一个样品时,所得到的测试数据能否对比取决于具体的粘度计型号差异。某些型号之间,如测量系统(转子)形状相同的量程为RV/HA/HB系列的转子式粘度计之间可以进行部分数据对比。

大多数的情况下,例如粘度计本身的测量系统(转子)形状就不同的LV机型和RV/HA/HB机型之间则无法进行数据对比。下面就不同型号的粘度计数据对比做一简要说明。

一. 转子式粘度计之间的数据对比
转子式粘度计粘度测试量程的计算公式:
粘度测试量程 = TK(扭矩常数)* SMC(转子常数)* (100*100 / 转速)
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

PV1

1

PV2

4

PV3

10

PV4

20

PV5

40

PV6

100

PV7

400

HB1

1

HB2

4

HB3

10

HB4

20

HB5

40

HB6

100

HB7

400

 

由如上公式可得,相同转子相同转速(及相同温度)的条件下,HB 机型粘度计的测试量程为RV 机型的8 倍。
BROOKFIELD 旋转式旋转粘度计的 有效使用量程为扭矩值的10% - 100%(扭矩值可在仪器屏幕右下角获得),因此,当RV 型转子粘度计的测试扭矩达到80%-100%之间时,才可与HB 机型对比;如若该样品使用RV 型测得的扭矩值低于80%时,也就意味着使用HB 型粘度计时,扭矩值低于10%,此时HB 型测得的粘度数据是无效的!
BROOKFIELD 旋转式旋转粘度计测得的粘度数据是样品的相对粘度值,因此,当转子,转速及温度条件相同时,在仪器的量程范围内,RV 机型与HB 机型测得的数据是基本一致的。但是由于仪器自身的测量误差 = 当前测试条件下的量程* 1%,因此HB 机型测得数据的绝对误差比RV 机型的大8 倍。为
了获得可靠的测试数据比对,建议与需要做比对的参照方使用同样的机型。
如若必须使用RV 机型与HB 机型在相同转子,转速和温度的测试条件下进行比较,可通过同时调高2 台机型的转速,或者更换尺寸更大的转子,以使得RV 机型的测试扭矩在80%-100%之间,以便2 台粘度计的测试数据同时落在10%-100%的有效扭矩测试范围内。但由于两者之间的交集范围太窄,实际测试中很多样品可能经常会出现RV 机型超量程,而HB 机型尚未达到有效读数(10%以上)的情况。

二. 转子式粘度计与锥板式粘度计的数据对比
DV 系列粘度计与锥板式粘度计的转子形状不同,因此转子的剪切率常数不同,对于非牛顿流体,在相同转速下测得的黏度值往往会不相同。但是从流变学的角度来看,由于 绝对粘度值 = 剪切应力 / 剪切速率, 因此,当样品在相同的剪切速率及相同温度的条件下,粘度计测得的粘度数据的变化关联是有一定可比性的。
BROOKFIELD 转子式粘度计的SSA 附件(小量样品适配器)及锥板式粘度计的转速与剪切速率(Shear Rate)存在以下的换算关系:


粘度计转子的剪切速率 = SRC(转子剪切速率常数)* 当前转速

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,当RVDV2T机型的SC4-14 转子在10RPM 下时,对样品的剪切速率 = 0.4 * 10 = 4 1/s(剪切速率的单位为1/s)。此时,如若希望用CAP2000 型锥板粘度计的5 号转子得到相同的剪切速率,则转速应设定为 4 / 3.3 = 1.2 RPM。
实际测试中,尽管我们可以通过在不同机型上设定相同的剪切速率与测试温度,得到相近的粘度测量值。但是由于不同机型/不同测量体系的测量范围不同以及转子的剪切率常数不同,使得样品受到剪切场的条件也不同,所以往往得到的绝对粘度值会存在一定的差异,差异的大小取决于样品的流变特性。有关流变学原理的阐述,您可以参考我公司的专著《More Solutions to Sticky Problems》,中文翻译为《粘度测量疑难解答》。

虽然使用转子粘度计与锥板粘度计测得的数据存在数值上的差异,但非牛顿流体类样品随着设定的剪切速率变化所产生的粘度值变化的趋势,却是大致相同的。因此,针对同一样品,可以通过多组数据的统计分析来得到一个经验对比常数,以便日常测试数据的转换对比。因此,我们不建议在不同机型/不同测量系统中来进行测试数据的比对。
旋转粘度计无论是何种机型,都在测量范围上有比较大的局限性,常常需要更换转子或转速来实现大范围的测量,第一是操作不方便,第二是要进行数据比较时,由于测量条件的改变使得剪切率条件改变了,所以无法进行有效比较。因此对非牛顿流体而言,要想比较方便地进行数据比较、得到精确的绝对粘度值和流变特性曲线,极力推荐客户使用BROOKFIELD 旋转流变仪RS 系列产品!