為何要做有關(guān)流變的測(cè)量（一）

日期：2025-12-02 05:33

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摘要：

引言

儀器的制造技術(shù)六十五年來(lái)一直在進(jìn)步并不斷有新的高科技儀器上市，導(dǎo)致有許許多多的研究者仰賴其特有分析測(cè)量功能以輔助實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。只要一臺(tái)的儀器設(shè)計(jì)的優(yōu)良，無(wú)論是在建立實(shí)驗(yàn)流程、論文的內(nèi)容引述或是在研究人員間一定會(huì)有它的口碑廣為流傳。本公司，Brookfield，制造的黏度計(jì)就是這樣的一臺(tái)儀器。在世界各地我們有著上千的使用者，利用本公司的黏度計(jì)做著各式研究以及應(yīng)用，甚至在黏度測(cè)量上被奉為圭臬。

這一份資料所提供的不僅僅是一些有關(guān)本黏度計(jì)的片段資料，而是由本公司工程研究小組耗費(fèi)多年，收集各篇論文、技術(shù)刊物、相關(guān)文獻(xiàn)書(shū)籍加上使用者的意見(jiàn)，予以匯整并加以研究而成。它將幫助您或是新的使用者能更快的進(jìn)入使用狀況，并迅速提供您一切需要的信息。另外，本公司在基于服務(wù)使用者的心態(tài)下它是免費(fèi)提供給您的。

在這份資料中，提供明確的技術(shù)信息或是儀器部分概括的操作流程內(nèi)容，并不是我們的目的。在這份資料尚未出版前，每年都有許多的使用者要求本公司能夠印制一本書(shū)，也就是使用者操作手冊(cè)的加強(qiáng)版，希望能夠提供他們黏度測(cè)量上無(wú)論是基本的或是較專業(yè)的額外知識(shí)（特別是有關(guān)本公司的儀器）。

而它就是現(xiàn)在您拿在手上的這份資料，它不會(huì)取代操作手冊(cè)也不能當(dāng)成特定的技術(shù)論文發(fā)表，更不是教科書(shū)等。它能做的是讓您在閱讀完它后能從本公司的黏度計(jì)上得到更多的信息。以下是服務(wù)的幾個(gè)項(xiàng)目：

S 提供有關(guān)儀器的使用及維修保養(yǎng)相關(guān)資料（來(lái)自本公司及顧客使用經(jīng)驗(yàn)）。

S 建議幾種特殊裝備使用方法可以用來(lái)解決一些黏度測(cè)量的問(wèn)題。

S 一些基礎(chǔ)流變學(xué)的說(shuō)明和本公司黏度計(jì)測(cè)量與其間之關(guān)系。

S 討論會(huì)影響流變行為的因素以及如何有效控制。

S 概括的介紹些黏度數(shù)據(jù)分析的數(shù)學(xué)計(jì)算程序。

S 統(tǒng)合了一系列與本黏度計(jì)和配件的資料，包括儀器的適用范圍表、公式和詳細(xì)的規(guī)格等。

我們希望這份資料對(duì)您是有所助益的。因?yàn)樗俏覀兓卮饚啄陙?lái)使用者問(wèn)題所準(zhǔn)備的一份疑難解答。假如，您有任何的問(wèn)題在這份資料未被提及或是有我們可以改進(jìn)的地方（無(wú)論是編排或內(nèi)容）歡迎您提供給我們。您的指教才是我們這份資料進(jìn)步的原動(dòng)力

**章

1.1 為何要做有關(guān)流變的測(cè)量？

任何一位在開(kāi)始學(xué)習(xí)有關(guān)流變的過(guò)程中一定先會(huì)問(wèn)一個(gè)問(wèn)題，那就是”為什么要做黏度的測(cè)量呢？”成千的做相關(guān)實(shí)驗(yàn)的研究人員告訴我們，它可以提供我們資料，包括流程的影響、公式的改變以及對(duì)象對(duì)時(shí)間的變化狀況，以幫助我們更進(jìn)一步的了解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的行為并且做相當(dāng)程度的推測(cè)。

在流變特性的測(cè)量里，常見(jiàn)的是對(duì)于其品質(zhì)的控制，如一批批的原料必須有著一致的流變特性。也就是為了這個(gè)原因，對(duì)于產(chǎn)品的一致性與品質(zhì)的控制上，大家相信流體的行為是一個(gè)*直接能夠測(cè)量的方式。

而研究流體行為的另外一個(gè)原因，是因?yàn)樗且粋€(gè)直接可估計(jì)獲得的性質(zhì)。如一個(gè)高黏度的液體，在傳送上我們知道需要比較高瓦數(shù)的泵。因此了解流變行為對(duì)于管線設(shè)計(jì)與泵的裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)上是非常有用的。

另外在研究上也被提出，物質(zhì)的特性在流變上的表現(xiàn)是敏感的，如物質(zhì)分子量的增加或是其分子量分布不一致，亦會(huì)直接反映在其流動(dòng)行為上。這在高分子的合成上是很重要的，我們可以藉由其流變行為來(lái)比較其分子量，而不需大事周章的去測(cè)量其真正數(shù)值。流變的測(cè)量在接下去的化學(xué)反應(yīng)中也是非常有用的；應(yīng)用在生產(chǎn)中的品質(zhì)控制或是藉由它來(lái)控制一個(gè)流程，并且無(wú)論在化學(xué)、機(jī)械、熱處理、添加物的影響或是熱硬化反應(yīng)的過(guò)程。它也是預(yù)測(cè)并控制產(chǎn)品特性、*終使用表現(xiàn)與材料行為的一種方法。

1.2思維流變現(xiàn)象

一開(kāi)始，讓我們思考一個(gè)問(wèn)題，”在一產(chǎn)品或流程上，流變的某些參數(shù)是否對(duì)它們有著關(guān)連性呢？”要知道問(wèn)題的答案，直覺(jué)上我們必須要在材料的化學(xué)及物理現(xiàn)象上下功夫，而原因是因?yàn)樗鼈儠?huì)反映出流變行為?，F(xiàn)在，我們先假設(shè)這些信息我們已經(jīng)知道并且也確定了幾種的可能性。我們要做的下一步是去收集一些初步關(guān)于流變一些數(shù)據(jù)，并且思考決定此系統(tǒng)所表現(xiàn)出的流體行為特性是屬于那一范疇內(nèi)。基本上，上述決定幫助我們選擇使用某一款本公司的黏度計(jì)做測(cè)量并且繪制其有關(guān)流體行為的結(jié)果(在第四章對(duì)此有特別加以論述)。

一旦流體的行為已經(jīng)確定，我們就能對(duì)于系統(tǒng)成分間的互相作用情形有更詳細(xì)的了解（在4.7節(jié)可以找到更多有關(guān)影響流變特性的信息）。在本公司的儀器內(nèi)亦建有不少的數(shù)學(xué)模式可拿來(lái)對(duì)資料做*適化的仿真(這些數(shù)學(xué)模式我們?cè)诘谖逭乱嘤屑右哉撌?/span>)。

這些數(shù)學(xué)模式范圍從簡(jiǎn)單到復(fù)雜我們都有提供。有些僅是將數(shù)據(jù)繪制成圖表；其它則需要兩種變量比例的計(jì)算。有些是相當(dāng)復(fù)雜的，需要用到計(jì)算器或計(jì)算機(jī)的程序設(shè)計(jì)。這類(lèi)的分析可以將我們的資料作*有效的利用，常常也能由這些程序得到一些對(duì)流程與產(chǎn)品來(lái)說(shuō)很重要的一些數(shù)字。

一旦我們能得知流變量據(jù)和產(chǎn)品行為的關(guān)系，這些流程就能夠被我們一再地反復(fù)使用，而測(cè)得的數(shù)據(jù)也可以幫助我們做些產(chǎn)品現(xiàn)象與行為的預(yù)測(cè)評(píng)估。

1.3黏度測(cè)量所考慮的三個(gè)學(xué)派

在流變學(xué)的應(yīng)用和黏度計(jì)的使用上面來(lái)說(shuō)，經(jīng)驗(yàn)中有三個(gè)思量的基本方向。我們把它們列在這里，并且提供您選擇，在選擇上并沒(méi)有**的對(duì)與錯(cuò)，因?yàn)槊恳粋€(gè)都有自己的優(yōu)點(diǎn)。

1.3.1實(shí)用學(xué)派

**個(gè)思考方向是其實(shí)用價(jià)值。選擇這一類(lèi)的人們關(guān)心的不是流變的理論或是一些測(cè)量的參數(shù)，他們所需要的是本公司儀器提供的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)有關(guān)產(chǎn)品與流程方面非常的有用。重視品質(zhì)控制與工廠產(chǎn)品應(yīng)用的使用者是隸屬于此范疇內(nèi)的。

1.3.2理論學(xué)派

**個(gè)我們所提到的思考面與理論有較密切的關(guān)系。支持此一學(xué)派的人們知道，本公司某些種類(lèi)的黏度計(jì)無(wú)法直接的提供非牛頓流體的剪率數(shù)值與**黏度。然而，他們發(fā)現(xiàn)可以將一些重要的結(jié)果或是流程參數(shù)與讀到的黏度加以研究來(lái)找到其相關(guān)性。有許多使用者是屬于這一范疇內(nèi)的。在許多與流變相關(guān)的文獻(xiàn)上常提到一句話，”我知道這組數(shù)據(jù)并不是非常的精準(zhǔn)，但是我們把它放在心里，并多取幾組數(shù)據(jù)來(lái)提供比較”。在許多的例子里，照著上述的流程我們可以得到一些令人滿意的結(jié)果，而不需要再去購(gòu)買(mǎi)一些更高精密且昂貴的流變儀器設(shè)備。

1.3.3學(xué)術(shù)學(xué)派

第三類(lèi)的人們是相當(dāng)學(xué)術(shù)派的。他們需要所有測(cè)量的參數(shù)，特別是剪率及簡(jiǎn)力，他們都想要知道并且予以了解。他們對(duì)于裝置的幾何形狀也一并想要了解，如cone and plate或是coaxialcylinders。舉一些本公司的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)有Wells-Brookfield Cone/Plate、CAP Viscometers、ULadapter、SmallSampleAdapter、Thermosel、DinAdapter和Spiral Adapter accessories和PVSRheometer一樣。這些儀器可以有效的測(cè)得剪率而也可直接地得到**黏度數(shù)值。

上述的是我們提供給您的有關(guān)黏度測(cè)量思維的幾個(gè)方向。您可以依據(jù)您的背景、目標(biāo)、方法與擁有儀器的種類(lèi)來(lái)加以選擇。而以下的章節(jié)是一些相關(guān)的資料。

**章

2.1 裝備概要

這個(gè)章節(jié)的主要目的是提供本公司黏度計(jì)即其相關(guān)設(shè)備的概要觀念，并且對(duì)一些常見(jiàn)的黏度問(wèn)題提出一些解決辦法以供參考用。這些信息相信對(duì)人們于使用本公司的黏度儀器上能夠有相當(dāng)?shù)膸椭?/span>

我們已經(jīng)將儀器裝備相關(guān)的資料做了有系統(tǒng)的編排，希望能夠幫助您更快的找到您需要的部分：

2.1.1黏度計(jì)(Viscometers)

2.1.2轉(zhuǎn)子型態(tài)(SpindleGeometries)

2.1.3溫度控制(Temperature Control)

2.1.4小體積樣品(SmallSample Volume)

2.1.5低黏度狀態(tài)(LowViscosity)

2.1.6高溫狀態(tài)(HighTemperature)

2.1.7定義剪率值(Defined Shear Rate)

2.1.8高剪率狀態(tài)(HughShear Rate)

2.1.9不易流動(dòng)的樣品(Non-Flowing Sample Materials)

2.1.10特定配件選項(xiàng)(Special Accessory Items)

2.1.11危害儀器的環(huán)境(Fumes and Hazardous Locations)

2.1.12過(guò)程控制(Process Control)

2.1.1黏度計(jì)(Viscometers)

Brookfield實(shí)驗(yàn)室黏度計(jì)有分為三種基本樣式：模擬指針式、數(shù)字式以及可程控式。這三種主要明顯的差異是在其黏度讀數(shù)的顯示。模擬讀數(shù)讀取的主要是旋轉(zhuǎn)刻度與指針的相關(guān)位置；數(shù)字讀數(shù)讀取的主要是觀察3-digit LED 的顯示。另外，數(shù)字的黏度計(jì)擁有一個(gè)0-10mv的輸出，它可以連接于許多種的儀器裝置，如遠(yuǎn)程的顯示器、控制器和記錄器。

在許多方面，模擬式與數(shù)字式的黏度計(jì)功能上十分的相像。而兩種的操作流程在本質(zhì)上也很類(lèi)似，并有著相同的配件且在本公司的許多規(guī)格中也是可以互相代換的。

模擬式的是本公司黏度計(jì)中價(jià)錢(qián)比較低廉的，它較適合用在短時(shí)間黏度的量測(cè)而對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的流變行為細(xì)部量測(cè)較不適用。這是因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)子持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，數(shù)值只能間歇性的讀到，也就是必須當(dāng)指真經(jīng)過(guò)某一特定區(qū)域或是停止黏度計(jì)或是當(dāng)狀態(tài)穩(wěn)定才能讀到讀數(shù)。另外長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量需要付出較多的心力，而有些屏幕上一些變化迅速的過(guò)程也需要比較注意。

而數(shù)字式的黏度計(jì)擁有連續(xù)式的感應(yīng)器及記錄輸出端，它對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間的追蹤是比較適合的。它在操作長(zhǎng)時(shí)間的黏度量測(cè)上比較輕松，并且可以調(diào)整記錄數(shù)據(jù)的時(shí)間，對(duì)于流變行為改變迅速的流體也較適合。另外，許多的操作者較喜歡使用數(shù)字式的，因?yàn)椴恍枰跀?shù)據(jù)中做一些差補(bǔ)的動(dòng)作。但是此種形式的黏度計(jì)不能在使用期間予以手動(dòng)做一些修改或量測(cè)，而模擬式則是可以的。以上這兩種形式黏度計(jì)在量測(cè)上都能夠提供相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度。

標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子或是cone/plate的型態(tài)在本公司的黏度計(jì)中都有所提供。有關(guān)詳細(xì)的幾何型態(tài)可以參照2.1.8節(jié)，有相關(guān)資料予以敘述。

另外，一組模擬式的黏度計(jì)是無(wú)法轉(zhuǎn)變成數(shù)字式的，也沒(méi)有連接記錄器、計(jì)算機(jī)或是打印機(jī)輸出的功能。

我們提供許多種標(biāo)準(zhǔn)的黏度計(jì)，它們都擁有不同的模式、范圍，如各種的物理上的修正、不同的轉(zhuǎn)子速度與張力扭力。請(qǐng)與我們商量您的詳細(xì)需求，讓我們來(lái)提供給您。

2.1.2轉(zhuǎn)子型態(tài)(Spindle Geometries)

本公司的黏度計(jì)都會(huì)提供您*適合的轉(zhuǎn)子，來(lái)搭配購(gòu)買(mǎi)的儀器以達(dá)到*好的使用范圍及應(yīng)用。然而這些轉(zhuǎn)子都有其特殊的型態(tài)，目的是為了能夠提供一*適的結(jié)果給您。本公司有提供多樣的轉(zhuǎn)子與配件以滿足使用者的需求；在此節(jié)我們都有列出。

本公司的黏度計(jì)材質(zhì)上采用的是300系列的不銹鋼材，因此在一般操作情況下都不用予以維修，有些更進(jìn)一步的覆上一層抗腐蝕材質(zhì)。若您在應(yīng)用上較不同，需要較特殊的轉(zhuǎn)子的話，歡迎您向本公司洽詢。

盤(pán)狀轉(zhuǎn)子

幾種標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子型號(hào)如下LV系列(轉(zhuǎn)子＃2和＃3)和RV/HA/HB系列(轉(zhuǎn)子＃1到＃6)，這幾組是比較常用的，并且使用于容量600ml或以上的樣品槽中。轉(zhuǎn)子的制造是相當(dāng)精準(zhǔn)的，并且在不同流體中都做過(guò)黏度數(shù)據(jù)再現(xiàn)性的測(cè)試。這些結(jié)果并可經(jīng)由Technical Paper AR-82中的數(shù)學(xué)程序加以轉(zhuǎn)換成黏度的函數(shù)。2.1.7節(jié)中有轉(zhuǎn)子幾何型態(tài)直接對(duì)應(yīng)剪率的相關(guān)資料。

圓柱狀轉(zhuǎn)子

這類(lèi)轉(zhuǎn)子(LV＃1和＃4RV/HA/HB＃7)擁有固定的型態(tài)，不僅對(duì)黏度，也可以計(jì)算剪率與剪力的數(shù)值。這類(lèi)轉(zhuǎn)子的其它方面的參數(shù)和前面的盤(pán)狀轉(zhuǎn)子大致上相似。由于在幾何設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)，再加上數(shù)學(xué)分析這類(lèi)轉(zhuǎn)子對(duì)于非牛頓流體的測(cè)量相當(dāng)?shù)挠袃r(jià)值。這類(lèi)轉(zhuǎn)子在本公司各種黏度計(jì)的模式都可以應(yīng)用，但必須挑選適當(dāng)?shù)姆秶?。另外圓柱型轉(zhuǎn)子中相當(dāng)于盤(pán)狀型號(hào)LV＃2和＃3的轉(zhuǎn)子本公司也有提供。2.1.7節(jié)有剪率幾何方面的相關(guān)資料。

共軸圓柱

共軸圓柱的幾何構(gòu)造可用來(lái)得到較好剪率及剪力的數(shù)值，特別是在當(dāng)樣品體積非常小的時(shí)候。下述幾種是本公司儀器采用此幾何構(gòu)造的配件，它們?cè)谔厥馇闆r下都擁有其個(gè)別的優(yōu)點(diǎn)。這些裝備配件有：Small Sample Adapter(2.1.4節(jié))、ULAdapter(2.1.5節(jié))、Thermosel(2.1.6節(jié))和DINAdapter(2.1.4節(jié))。

圓錐/平板（Cone/Plate）幾何構(gòu)造

Cone/plate 的幾何構(gòu)造不但提供了**的黏度值，另外也能讓使用者輕易的得到準(zhǔn)確的剪力及剪率值。它所需的樣品體積小，并且也設(shè)計(jì)了可控溫的結(jié)構(gòu)；另外它的構(gòu)造也特別適合用來(lái)研究分析非牛頓流體的流變行為。這一裝置包含在Wells-Brookfield Cone/Plate Viscometer里面(2.1.8節(jié)中包含有更多的相關(guān)資料)。

T型轉(zhuǎn)子

通常和HelipathStand配件相連接，它通常被拿來(lái)測(cè)量低流動(dòng)性的或是不流動(dòng)的物質(zhì)，如糊狀物、膠體或是乳脂狀物(見(jiàn)2.1.9節(jié))。

2.1.3溫度控制(TemperatureControl)

在黏度的測(cè)量中為了確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性與再現(xiàn)性，我們常常在實(shí)驗(yàn)中加上了溫度的控制。而也因此本公司的儀器具有下列的系統(tǒng)：

控溫槽

在大多數(shù)的黏度測(cè)量應(yīng)用上，使用恒溫槽來(lái)控溫是相當(dāng)合適的。其中有兩種形式：循環(huán)式通常以包覆儀器的方式使用，如Wells-Brookfield Cone/Plate Viscometer(2.1.8節(jié))和Small Sample Adapter(2.1.5節(jié))；和水槽/循環(huán)，這種適用于各種儀器的應(yīng)用，將樣品容器沈浸在水槽中以達(dá)到控溫的效果。不過(guò)控溫槽有一個(gè)操作的溫度限制，大約在120℃左右(和槽內(nèi)使用的液體有關(guān))，且通常還需要一輔助裝置，以供當(dāng)所需溫度在室溫以下時(shí)使用。我們也提供冷卻的設(shè)備。如果您需要更多資料，可跟本公司洽詢。

高溫測(cè)量系統(tǒng)(Thermosel System)

這個(gè)系統(tǒng)是為了少量樣品，且在溫度介于40到300℃的測(cè)量所設(shè)計(jì)。它和一般的控溫系統(tǒng)不同，它并不以流體為控溫的介質(zhì)。在2.1.6節(jié)有更多的資料。

2.1.4小體積樣品槽(Small sampleVolume)

大部分本公司樣品槽的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格是個(gè)約600毫升的Griffin杯。而很多的使用者認(rèn)為一個(gè)小體積的樣品槽是非常必要的，因此現(xiàn)在本公司的產(chǎn)品提供了幾種小體積的樣品槽。

微量樣品接頭（Small Sample Adapter）

我們使用了特殊的設(shè)計(jì)來(lái)提供一個(gè)小體積的樣品槽，這個(gè)小體積的樣品槽是個(gè)夾套式與同軸圓柱型的配備，除了cone/plate型以外，它和本公司其它的黏度計(jì)都是可以兼容的。它所需的樣品體積，依模式的不同，其范圍在2.0到16.0毫升。另外依使用模式的不同，所能測(cè)得的黏度范圍從5 cp到10,000,000cp，而剪率是從0.066到93.01/秒。另外SmallSample Adapter的夾套設(shè)計(jì)也可以與循環(huán)式的控溫槽相接，*高約可達(dá)到100℃下的恒溫狀態(tài)。

超低黏度接頭（UL Adapter）

UL Adapter主要適用在比一般量測(cè)范圍更低的黏度來(lái)量測(cè)。當(dāng)與可動(dòng)的end cap搭配使用時(shí)，其樣品體積需要量為16.0毫升。在2.1.5節(jié)有提供較多的資料。

DIN Adapter

DIN Adapter與UL Adapter一樣，是與特別的黏度計(jì)搭配使用，來(lái)對(duì)黏度范圍較一般測(cè)量低時(shí)做量測(cè)用。它的測(cè)量范圍在1 cp到50,000 cp與DIN53019相符。

高溫測(cè)量系統(tǒng)(Thermosel System)

Thermosel系統(tǒng)可量測(cè)溫度控制在300℃下的黏度。與同軸圓柱型態(tài)轉(zhuǎn)子搭配使用下，樣品體積介于8.0到13.0毫升間(和所用轉(zhuǎn)子相關(guān))。詳情參照2.1.6節(jié)。

Wells-BrookfieldCone/Plate&CAP黏度計(jì)

當(dāng)樣品體積被限制住的時(shí)候，我們往往使用Wells-Brookfield Cone/Plate黏度計(jì)，因?yàn)槠渌铇悠妨吭?/span>0.5到2.0毫升間。相關(guān)資料在2.1.8節(jié)有所論述。

CAP黏度計(jì)所需樣品量＜1毫升。在2.1.8節(jié)有詳細(xì)的介紹。

2.1.5低黏度狀態(tài)(Low Viscosity)

每一個(gè)Brookfield的黏度計(jì)都提供了相當(dāng)寬廣的黏度量測(cè)范圍，但偶爾還是會(huì)有某些狀況下，必須做儀器范圍外的量測(cè)。有幾項(xiàng)本公司的配件提供這些范圍外的服務(wù)：

超低黏度接頭(UL Adapter)

這個(gè)配件的設(shè)計(jì)明顯地替LV系列的黏度計(jì)提供了較低黏度量測(cè)的敏感度；它可以被使用于除了cone/plate型外之本公司的黏度計(jì)。當(dāng)裝配在LVF或LVT黏度計(jì)上時(shí)，ULAdapter提供了1.0到10.0cp的量測(cè)范圍與轉(zhuǎn)速60rpm下的剪率73.41/秒。而其它種類(lèi)的黏度計(jì)與UL Adapter搭配下所能測(cè)量的*低黏度如下：RVT，6.4cp；HAT，12.8cp；HBT，51.2cp。ULAdapter的型態(tài)為一共軸圓柱并在外層圓柱加上一可動(dòng)式PE末端帽。再加上此末端帽的條件下，其樣品量測(cè)體積為16.0毫升，且可在一空溫槽下控溫到*高100℃；若除去此末端帽，則此Adapter將可適用于任何的樣品槽。

微量樣品接頭

在一些轉(zhuǎn)子/樣品槽的搭配下，Small Sample Adapter有機(jī)會(huì)量測(cè)到比一般范圍要低一點(diǎn)的黏度值。詳細(xì)的應(yīng)用測(cè)量的范圍請(qǐng)參照表，若想了解更加詳細(xì)，可在2.1.4節(jié)找到資料。

高溫測(cè)量系統(tǒng)

與特定的轉(zhuǎn)子搭配，Thermosel系統(tǒng)可提供低黏度的一個(gè)較高的敏感度；想知道更多的資料可以參考應(yīng)用范圍表，而此系統(tǒng)在2.1.6節(jié)有更詳細(xì)的討論。

Wells-BrookfieldCone/Plate黏度計(jì)

Wells-Brookfield Cone/Plate黏度計(jì)對(duì)低黏度的量測(cè)可以到達(dá)0.1 cp。2.1.8節(jié)對(duì)此儀器有有論述。

2.1.6高溫狀態(tài)(HighTemperature)

在高溫下的黏度量測(cè)可簡(jiǎn)可繁，主要視樣品種類(lèi)與溫度而決定。有時(shí)*重要的地方是在控制黏度計(jì)與樣品間的距離來(lái)增加轉(zhuǎn)子的使用范圍(2.1.10節(jié))。另外有些困難的應(yīng)用，如熔融態(tài)玻璃的測(cè)量，需要特制的熔爐及坩堝，當(dāng)然此時(shí)黏度計(jì)的配件也需要有耐高溫的抵抗能力(若您有需要可與本公司聯(lián)絡(luò)洽詢)。由前述的特例可知，本公司的儀器也可于高溫下做黏度測(cè)量。

高溫測(cè)量系統(tǒng)（Thermosel）

此系統(tǒng)專為溫度范圍介于25到300℃下之小體積樣品的黏度測(cè)量所特別設(shè)計(jì)。它通常被包裝成一完整的儀器裝置出售(包含黏度計(jì))，當(dāng)然也可以加裝在您既有的黏度計(jì)上(除了cone/plate型以外)。

除了黏度計(jì)以外，此系統(tǒng)尚包含了一同軸圓柱狀轉(zhuǎn)子與樣品室，還有與RTD感應(yīng)器搭配之?dāng)?shù)字模擬溫控系統(tǒng)。Thermosel系統(tǒng)可有三種不同的變化：系統(tǒng)一是模擬型黏度計(jì)搭配手動(dòng)裝置；系統(tǒng)二包含了數(shù)字型黏度計(jì)與溫度黏度記錄的輸出端；系統(tǒng)三是在系統(tǒng)二之外加了一組可作程序編輯流程的溫度控制系統(tǒng)。

Thermosel系統(tǒng)需要的是小體積的樣品(8.0到13.0毫升，依轉(zhuǎn)子而定)，并且其共軸圓柱型的轉(zhuǎn)子提供其范圍為0.08到93.01/秒的剪率，其數(shù)值和轉(zhuǎn)子及黏度計(jì)種類(lèi)有關(guān)。

控溫槽

Brookfield 控溫槽也可以適用于高溫黏度測(cè)量。一般*高限制溫度為120℃。至于更多相關(guān)信息請(qǐng)見(jiàn)2.1.2節(jié)。

2.1.7 定義剪率值(Defined Shear Rate)

由于在應(yīng)用上黏度的數(shù)據(jù)必須**表示，所以必須考慮轉(zhuǎn)子的形狀，這樣剪率以及剪力才有辦法計(jì)算出來(lái)。這些內(nèi)定參數(shù)可以從以下Brookfield的儀器與附件上找出。請(qǐng)從參考資料查閱更多有關(guān)下列產(chǎn)品的信息：

圓柱轉(zhuǎn)子 2.1.2

UL接頭 2.1.5

DIN接頭 2.1.4

小樣品接頭 2.1.4

Thermosel系統(tǒng) 2.1.6

Brookfield Cone/Plate黏度計(jì) 2.1.8

CAP黏度計(jì) 2.1.8

2.1.8 高剪率狀態(tài)(High Shear Rate)

Brookfield黏度計(jì)原先被設(shè)計(jì)在低黏度測(cè)量上。大部分的轉(zhuǎn)子可以測(cè)量的剪率皆低于100 (1/s)。配合UL接頭可以到達(dá)300(1/s)的剪率(2.1.5節(jié))，或者使用小樣品接頭(2.1.4節(jié))，或者使用部份Thermosel系統(tǒng)(2.1.6節(jié))。當(dāng)剪率超過(guò)300(1/s)，就必須使用Brookfield Cone/Plate黏度計(jì)、CAP黏度計(jì)或是PVS流變計(jì)。

Brookfield Cone/Plate 黏度計(jì)

Brookfield Cone/Plate黏度計(jì)可以在內(nèi)定的剪率與剪力的范圍內(nèi)測(cè)量小樣品的**黏度。由于轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)，只需要0.5-2.0 mL的樣品并且剪率的范圍可在0.6-1500 (1/s)之間(視黏度計(jì)型號(hào)與轉(zhuǎn)子而定)。樣品槽也有**的溫度控制。

借著不同型號(hào)的黏度計(jì)與轉(zhuǎn)子，Brookfield Cone/Plate黏度計(jì)可以測(cè)量0.5cp到150萬(wàn)cp的黏度(雖然沒(méi)有單一的機(jī)型可以全部涵蓋這個(gè)范圍，但是使用數(shù)個(gè)不同的轉(zhuǎn)子即可達(dá)到這個(gè)范圍)。

BrookfieldCone/Plate黏度計(jì)可以同時(shí)使用儀表操控與數(shù)字化模式。亦可選擇使用(推薦使用)恒溫水槽以獲得**與良好再現(xiàn)性的數(shù)據(jù)。

這個(gè)Cone/Plate轉(zhuǎn)子是專門(mén)為Brookfield Cone/Plate黏度計(jì)所設(shè)計(jì)的，并不能使用在其它的機(jī)型上。但是使用標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子在Brookfield Cone/Plate黏度計(jì)上是有可能的。

CAP 黏度計(jì)

Brookfield Cone/Plate黏度計(jì)中的CAP系列的黏度計(jì)由于可以提供高剪率與不同速率的測(cè)量，因此被廣泛應(yīng)用在涂布、覆膜、樹(shù)脂、油墨、化妝品、制藥與食品的研究發(fā)展與品質(zhì)控制上。這一系列的黏度計(jì)可以在高剪率下操作并提供**的溫度控制，此外所需樣品體積都小于1mL。

CAP系列，包括CAP1000與CAP-2000型黏度計(jì)，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子間隙與黏度范圍自動(dòng)校正。CAP1000型固定單一轉(zhuǎn)速在750RPM于50Hz與900RPM于60Hz，而剪率在60Hz時(shí)可以是12000(1/s)或3000(1/s)，在50 Hz時(shí)可以是10000 (1/s)或2500 (1/s)。借著使用不同的轉(zhuǎn)子，黏度范圍可由0.25 Poise 至100 Poise。 CAP2000型可以調(diào)整不同的轉(zhuǎn)速由50至2000 RPM，而剪率范圍在166至26600 (1/s)之間，黏度范圍由0.1至1500 Poise。CAP1000與CAP2000機(jī)型的誤差范圍都在±2%之內(nèi)，并且符合BS3900， ISO2884，與ASTMD-4287標(biāo)準(zhǔn)。

PVS 流變計(jì)

Brookfield PVS流變計(jì)可以測(cè)量在高溫與高壓下樣品的黏度?？墒褂玫膲毫Ψ秶哌_(dá)1000 psi 而溫度范圍在-40℃到200℃。因此很適合做油類(lèi)、氣體、泥漿、紙漿、塑料、石油與氣膠等研究。

2.1.9不易流動(dòng)的樣品(Non-Flowing Sample Materials)

不易流動(dòng)或流動(dòng)緩慢的流體，　例如漿糊、乳霜與膠體，在黏度的測(cè)量上有很多問(wèn)題。一般的轉(zhuǎn)子往往會(huì) channel(即把樣品都擠到同一個(gè)地方），而造成測(cè)量到的黏度越來(lái)越低的現(xiàn)象。使用Helipath Stand這個(gè)配件可以消除這個(gè)問(wèn)題。

非流動(dòng)流體測(cè)試臺(tái)配件

Helipath Stand是可以裝備在Brookfield黏度計(jì)上的一種機(jī)械裝置。當(dāng)一個(gè)特制的T型轉(zhuǎn)子在樣品中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它可以緩慢地升高和降低黏度計(jì)(以每分鐘7/8-inch的速率)。于是轉(zhuǎn)子會(huì)持續(xù)地如螺旋般攪拌樣品，并且避免``channeling''效應(yīng)發(fā)生，因此可以測(cè)得一個(gè)有意義的黏度/濃度值。HelipathStand配件還包括了六個(gè)T型轉(zhuǎn)子。

螺旋接頭（Sprial Adapter）

BrookfieldSprialAdapter是一種泵式傳感器，可以應(yīng)用在焊膏，食品，化妝品，制藥的研究上。Spiral Adapter是由一個(gè)有螺紋的轉(zhuǎn)子與一個(gè)在外面的同心圓柱所組成。樣品可以被持續(xù)地經(jīng)由Spiral Adapter輸送，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，即可測(cè)量出黏度。比起其它種測(cè)量方式，這種穩(wěn)定態(tài)的測(cè)量對(duì)于樣品制備方式與樣品中的微量成份較不敏感。

2.1.10特定配件選項(xiàng)(Special Accessory Items)

可以購(gòu)買(mǎi)下列設(shè)備配合Brookfield黏度計(jì)/流變計(jì)使用。

Quickconnect

這個(gè)配件可以幫助我們快速的安裝或移除轉(zhuǎn)子以節(jié)省時(shí)間與步驟。它是由無(wú)應(yīng)力鋼所制成，并且可以與T型轉(zhuǎn)子， LV， RV/HA/HA轉(zhuǎn)子配合使用。

SpindleExtensions

這個(gè)配件是應(yīng)用在當(dāng)樣品必須與黏度計(jì)分開(kāi)一段距離時(shí)(*遠(yuǎn)6feet)，D型延伸器是裝在黏度計(jì)與轉(zhuǎn)子之間，在轉(zhuǎn)子浸沒(méi)深度可以觀察到時(shí)使用。而S型延伸器包含了可以沉浸的部份，使用于轉(zhuǎn)子浸沒(méi)深度無(wú)法觀察到時(shí)。

PurgeFitting

我們可以使用purgefitting將低壓的惰性氣體通至黏度計(jì)樣品槽中，并使內(nèi)部呈現(xiàn)較大的壓力以避免其水汽或其它氣體的進(jìn)入。Purgefitting也可以使用在BrookfieldCone/Plate黏度計(jì)與Thermosel系統(tǒng)上，藉以控制測(cè)量樣品時(shí)的氣氛。

水銀開(kāi)關(guān)(僅指針式黏度計(jì)適用)

在樣品有潛在爆炸或燃燒的顧慮時(shí)，必須避免任何火花的產(chǎn)生。因?yàn)?/span> Brookfield黏度計(jì)使用無(wú)電刷馬達(dá)，因此系統(tǒng)中**可能產(chǎn)生火花的裝置為電源開(kāi)關(guān)。使用水銀開(kāi)關(guān)是一種便宜的方式可以避免火花產(chǎn)生而使系統(tǒng)無(wú)爆炸的顧慮。然而必須注意其它可能產(chǎn)生火花的地方例如電線、插頭等，請(qǐng)做好適當(dāng)?shù)奶幹?。水銀開(kāi)關(guān)僅適合指針式黏度計(jì)使用。

防爆裝置(僅指針式黏度計(jì)適用)

當(dāng)由于有易燃?xì)怏w存在和其它因素使得爆炸的顧慮提高時(shí)，就必須使用防爆裝置。Brookfield指針式黏度計(jì)(除了Cone/Plate型)可以使用Underwriters' Laboratory(UL)提供的防爆裝置。這個(gè)裝置可以在Class I， Group D危害環(huán)境下使用。數(shù)字式黏度計(jì)與流變計(jì)并無(wú)法使用這個(gè)防爆裝置。

電子操控式的Brookfield配件，例如HelipathStand與Thermosel系統(tǒng)等，也無(wú)法使用防爆裝置。不過(guò)可以使用防爆黏度計(jì)(可能需要一些特殊的配件)，但只能在無(wú)危害的環(huán)境下使用。

2.1.11 危害儀器的環(huán)境(Fumes and Hazardous Locations)

當(dāng)環(huán)境中有蒸氣或煙霧時(shí)，必須注意防止這些氣體進(jìn)入黏度計(jì)。當(dāng)這些氣體或煙霧具有爆炸性時(shí)，必須做一些預(yù)防措施以保護(hù)人員**與機(jī)器。之前的幾節(jié)有一些這類(lèi)防護(hù)裝置的概論。

2.1.12過(guò)程控制(Process Control)

在實(shí)際的應(yīng)用上，常常必須結(jié)合線上程序黏度計(jì)與黏度控制器。Brookfield公司有一系列完整的程控應(yīng)用程序，請(qǐng)與BrookfieldEngineeringLaboratories聯(lián)絡(luò)以獲得更進(jìn)一步的信息。

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上一篇：博勒飛粘度計(jì)的特性和優(yōu)點(diǎn):

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為何要做有關(guān)流變的測(cè)量（一）