粘度计|在线粘度计|毛细管粘度计|流体粘度计|旋转粘度计的使用

毛细管式粘度计通常为赛氏粘度计，是一种常见的粘度计。其工作原理是：样品容器(包括流出毛细管)内充满待测样品，处于恒温浴内，液柱高度为h。打开旋塞，样品开始流向受液器，同时开始计算时间，到样品液面达到刻度线为止。样品粘度越大，这段时间越长。因此，这段时间直接反映出样品的粘度。

常见的旋转式粘度计是锥板式粘度计。它主要包括一块平板和一块锥板。电动机经变速齿轮带动平板恒速旋转，依靠毛细管作用使被测样品保持在两板之间，并借样品分子间的摩擦力而带动锥板旋转。在扭矩检测器内的扭簧的作用下，锥板旋转一定角度后不再转动。

此时，扭簧所施加的扭矩与被测样品的分子内部摩擦力(即粘度)有关：样品粘度越大，扭矩越大。扭矩检测器内设有一个可变电容器，其动片随着锥板转动，从而改变本身的电容数值。这一电容变化反映出的扭簧扭矩即为被测样品的粘度，由仪表显示出来。

振动粘度计的工作原理是：处于流体内的物体振动时会受到流体的阻碍作用，此作用的大小与流体的粘度有关。常用的振动式粘度计有超声波粘度计，其探测器内有一个弹片。在受脉冲电流激励时，弹片产生超声波范围的机械振动。当弹片浸在被测样品中时，弹片的振幅与样品的粘度和密度有关。在已知密度的情况下，可从测出的振幅数据求得粘度数值。

锡膏粘度计采用了螺旋泵式传感器的共轴双重圆筒型回转粘度计，主要用来测量锡膏、膜厚粘膏、粘合剂、锡膏抗焊漆、液状抗焊漆、其他的油墨、粘膏类等。根据测定部密封性，具有温度调整技能，能够连接到个人电脑，自动测量，数据读取做自动计算。

便携式粘度计是采用共轴二重圆筒式，螺形线滑法泵传感器维持固定流，根据连接搅拌粘度变化正确能测量粘体的粘度。

油品粘度的测量在工业生产中具有非常重要的意义。旋转粘度计主要针对油品的动力粘度进行测量，本文比较详细地介绍了旋转粘度计在使用过程中应该注意的事项，目的在于提高粘度的测量精度，为油品分析提供可靠的数据保证。

粘度是对油品流动性的一种表征，反映了液体分子在运动过程中相互作用的强弱。流体在流动时，相邻流体层间存在着相对运动，则该两流体层间会产生摩擦阻力，称为粘滞力(牛顿内摩擦力)。粘度是衡量牛顿内摩擦力大小的量度，其大小由物质种类、温度、浓度等因素决定。在工业生产中，粘度测量是工艺计算的主要参考数据之一，同时粘度又是评定油品性质的重要参数之一。

油品粘度的测量按GB/T10247-2008《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法标准试验方法》进行，本标准规定了毛细管法、落球法、旋转法、振动法测量流体运动粘度和动力粘度的通用方法。

同步电机以稳定的速度旋转，连接刻度圆盘，再通过游丝和转轴带动转子旋转。如果转子未受到液体的阻力，则游丝、指针与刻度圆盘同速旋转，指针在刻度盘上指出的读数为“0”；反之，如果转子受到液体的粘滞阻力，则游丝产生扭矩，与粘滞阻力抗衡Z后达到平衡，这时与游丝连接的指针在刻度盘上指示一定的读数(即游丝的扭转角)。将读数乘上特定的系数即得到液体的粘度(mPa·s)。

(1)精确地控制被测液体的温度。影响粘度的主要因素是温度，例如20℃时水的动力粘度为1.005cp，21℃时水的动力粘度为0.981cp，温度变化1℃，误差达到2.4%，所以要特别注意将被测液体的温度恒定在规定的温度点附近。使用时将转子以足够长的时间浸于被测液体同时进行恒温，使其能和被测液体温度一致，减少温度波动对测量精度的影响。

(2)转子选择。先大约估计被测样品的粘度范围，高粘度的样品选择小体积(3、4号)转子和慢的转速，低粘度的样品选用大体积(1、2号)转

在线粘度测量是目前很多化妆品、食品、石油、化工、电子、造纸等行业中应用越来越广泛的技术，在线粘度的测量方法很多，主要有毛细管式、旋转式、振动式、注塞式等，而测量对象、流体的流变特性、应用面也各不相同。从仪器和流变学的角度出发，对在线粘度测量的方法、流体的流变学类型进行了分析，并提出了在实际选型和使用中需要注意的问题及建议。

在线粘度计的测量技术和应用已有几十年的历史，许多工业生产过程中都需要进行粘度的连续自动测量与控制。在石油炼制的减压蒸馏、柴油/润滑油/燃料油等的在线自动调和、石油脱蜡脱沥青等过程中需要进行在线粘度监测，用以检查原料质量、监视与控制生产过程、提高产品合格率、实现自动调和及自动切换产品等。在用重油作燃料的交通、电力、玻璃等工业中，燃料油粘度的在线测量可以提高雾化效率，维持Z好的燃烧效果，节约燃料。

在各种聚合工程中，通过粘度在线监测可用于控制反应终点。在化纤抽丝前的熔体粘度在线监测可以保证纤维的粗细适当、均匀，较少废品率及能耗。造纸和纺织工业中的粘度在线测量可以改进淀粉的转换过程，提高上胶操作和自动涂料过程的质量和效率。食品、化妆品等行业利用在线粘度测量控制产品的中间过程或者Z终产品的粘度，达到控制不同批次产品的品质一致性。

此外，在油墨生产、印刷、油漆喷涂、洗涤剂与化妆品生产，胶囊生产以及浇涂、浸渍、滚涂等各类材料的涂布过程也都要进行在线粘度测量。

流变学研究的是在外力作用下，物体的变形和流动的学科，研究对象主要是流体。而粘度是流变学中一个很重要的基本概念，粘度是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示，粘度大表现内摩擦力大。分子量越大，碳氢结合越多，这种力量也越大，因此粘度经常用来表征分子量、聚合程度、有效成分含量等。在实际测量中，往往会发现同一个流体的粘度值会有不同，这不是仪器有问题，而是粘度测量中的正常现象，这可以

本文通过分析影响毛细管粘度计检定过程中产生误差的主要影响因素，提出降低检定误差的主要途径，从而为提高检定精度，获得正确的测量结果提供帮助。

毛细管粘度计的常数检定与很多因素有关，特别是温度影响、装液误差影响、装液温度与检定温度不一致造成的影响、垂直度影响、计时误差影响、震动影响等。本文将通过讨论影响检定误差的主要因素，寻找提高检定精度的途径，以获得正确的测量结果。

我们一般选用相对法来检定工作毛细管粘度计的常数。所以我们只要测量一定体积的标准粘度液流经毛细管的时间t，就可求得粘度计的常数。众所周知粘度与温度的关系非常密切，温度是影响标准粘度液值的重要因素。

由于液体分子间距离小，分子热运动不如气体剧烈，其内摩擦主要是由分子引力引起的。当温度升高时，分子间距离加大，引力减小，内摩擦也随之减小，故液体粘度随温度的升高而减少。我们检定用的标准粘度液主要是精制石油和精制甲基硅油。实验证明当温度变化±0.1℃时，石油粘度变化±0.5%，硅油粘度变化±0.2%。所以温度变化将直接影响毛细管常数测定的准确性。

我们从泊肃叶公式可知，液体在粘度计中流动的快慢除与常数项有关外，还与两个量有关：一是重力加速度g，在g大的地点测得的流动时间t会偏小，在g小的地方则结果相反，但如果标准液定值和粘度计常数测定在同一地方则没有影响；另一个就是h(即上、下液面间的垂直距离)，如果装液多了，h就小，流动就慢，装液少了h就大，流动就快，而流动时间直接影响粘度计常数测定的准确性。这就要求我们熟知规程中有关平氏、乌氏、芬氏、逆流粘度计的装液规则，并熟练掌握操作程序。

实际检定工作中，由于缺乏责任心和经验及视觉误差等一些主观因素，往往会造成垂直度调节失误，带来倾斜误差。

计时正确的首要条件是要有分度值不大于0.1s的电

旋转粘度计广泛应用于测定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、药物、胶粘剂等各种流体的动力粘度。该仪器结构简单、价格便宜、方便实用，因而广受欢迎。在长期从事该类仪器的检定过程中我们发现许多用户，特别是中小企业的测试人员在使用过程中存在许多问题，往往我们检定的仪器性能优于国家计量检定规程的要求，但是用户在测试样品时数据偏差很大。现就如何正确使用旋转粘度计以及旋转粘度计检测机理和改进展开笔者论述。

以稳定的速度旋转，连接刻度圆盘，再通过游丝和转轴带动转子旋转，如果转子未受到液体的阻力，则游丝、指针与刻度盘同速旋转，指针在刻度盘上指出的读数为”0”。反之，如果转子受到液体的粘滞阻力，则游丝产生扭矩，与粘滞阻力抗衡Z后达到平衡，这时与游丝连接的指针在刻度盘上指示一定的读数(即游丝的扭转角)，将读数乘上特定的系数即得到液体的粘度。

旋转粘度计转速由齿轮系统及离合器通过调速旋钮进行变速，附有1-4号四种转子，可根据被测液体的高低随同转速配合选用；其装有指针固定控制机构，为精确读数用，当转速较快时(30转/分、60转/分)无法在旋转时进行读数，这时可轻轻按下指针控制杆，使指针固定下来，便于读数；还配有固定支架及升降机构，一般在实验室中进行小量和定温测定时应固定。

把旋转粘度计固定于支架上以保证测量精确度；斜齿轮及阻尼升降机构，确保仪器升降平稳；引伸索便于在被测液体之容器较大而液面又较低时，及被测液体温度过高情况下使用。

(1)测量一般原则：高粘度的样品选用小体积(3、4号)转子和慢的转速，低粘度的样品选用大体积(1、2号)转子和快的转速。每次测量的百分计标度(扭矩)在20%—90%之间为正常值，在此范围内测得的粘度值为正确值。

(2) 先大约估计被测样品的粘度范围，然后根据高粘度的样品选用小体积的转子和慢的转速，低粘度样品选用大体积的转子和快的转

根据其测量原理，为了获得准确可靠的测量数据必须注意以下几点：

使用中的粘度计要进行周期检定，必要时(仪器使用频繁或处于合格临界状态)要进行中间自查以确定其计量性能合格，系数误差在允许范围内，否则无法获得准确数据。

许多用户忽视这一点，认为温度差一点无所谓，我们的实验证明：当温度偏差0.5℃ 时，有些液体粘度值偏差超过5%，温度偏差对粘度影响很大，温度升高，粘度下降。所以要特别注意将被测液体的温度恒定在规定的温度点附近，对精确测量Z好不要超过0.1℃。

对于双筒旋转粘度计要仔细阅读仪器说明书，不同的转子(内筒)匹配相应的外筒，否则测量结果会偏差巨大。对于单一圆筒旋转粘度计，原理上要求外筒半径无限大，实际测量时要求外筒即测量容器的内径不低于某一尺寸。实验证明特别在使用一号转子时，若容器内径过小引起较大的测量误差。

该类粘度计采用刻度盘加指针方式读数，其稳定性及读数偏差综合在一起有0.5格，如果读数偏小如5格附近，引起的相对误差在10%以上，如果选择合适的转子或转速使读数在50格，那么其相对误差可降低到1%。如果示值在90格以上，使游丝产生的扭矩过大，容易产生蠕变，损伤游丝，所以一定要正确选择转子和转速。

对于国产仪器名义频率在50Hz，而ZG的供电频率也是50 Hz，用频率计测试变动性小于0.5%，所以一般测量不需要频率修正。但对于日本和欧美的有些仪器，名义频率在60Hz，必须进行频率修正，否则会产生20%的误差，修正公式为：实际粘度=指示粘度×名义频率÷实际频率

旋转粘度计对转子浸入液体的深度有严格要求，必须按照说明书要求操作(有些双筒仪器对测试的液体用