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粘度計的分類和應用
閱讀：1401 發布時間：2020-6-2
一、粘度計的介紹
粘度計是衡量液體抵抗流動能力的一個重要的物理參數，粘度的測量和石油、化工、電力、紡織、冶金以及國防等領域的關系非常密切，是工業過程控制，提高產品質量，節約與開發能源的重要手段。在物理化學，流體力學等科學領域中，粘度測量對了解流體性質及研究流動狀態起著重要的作用。在醫學業，測量血液及生理液體的粘度是新發展起來的診斷學，特別是在心血管疾病和癌、瘤等疑難雜癥的重要診斷手段。
流體分牛頓流體和非牛頓流體兩類。牛頓流體流動時所需切應力不隨流速的改變而改變，純液體和低分子物質的溶液屬于此類；非牛頓流體時所需切應力與牛頓流體相反，高聚物的溶液、混懸液、乳劑分散液體和表面活性劑的溶液屬于此類。
二、粘度計的種類
1、 旋轉粘度計：布氏粘度計及國內標準中的NDJ系列，還有一種連續追蹤淀粉糊化過程中粘度變化常用的布拉班德粘度計據說也是同樣原理，但我沒用過不敢評論。
2、 毛細管型：烏氏、品氏、芬氏、逆流等多種形式。
3、 杯型：恩氏粘度計、美國的福特杯、日本察恩杯和我國的涂-4杯。
4、 落球型。
5、 其他：一種可以測量在加熱爐中融化的玻璃或陶瓷液滴的粘度，可以進行粘度、表面張力和檢出角測量，溫度范圍從室溫到1000℃或2100℃。
生產流程中常用的粘度計有旋轉式粘度計、超聲波式粘度計和毛細管式粘度計。
旋轉式粘度計：一種具有轉動測量系統的粘度計。它的種類繁多：按測量參數可分為測轉矩式(轉速不變)和測轉速式（轉矩不變）；按裝置結構不同可分為同軸圓筒式和錐板式。圖1為同軸圓筒結構的測轉矩式粘度計。當外筒以一定轉速旋轉時，測量內筒軸所受的扭轉力矩，即可表示粘度。它可測粘度，適用于高溫高壓，常用于化學纖維、造紙、樹脂聚合物等工業生產。
超聲波式粘度計：由超聲波檢測元件和電子儀器組成（圖2）。當電子儀器輸出脈沖電流，激勵浸入被測液體中的鐵鈷釩彈片，由于磁致伸縮效應（見壓磁式傳感器），產生了隨時間衰減的機械振動。由測量電路測定彈片在液體中的衰減速度即可表示液體的粘度。檢測元件耐溫達 300℃，還耐高壓和耐腐蝕。適用于化工、石油、造紙、橡膠、塑料、油漆和重油燃燒爐控制等。
毛細管式粘度計：采用毛細管測量流體粘度的儀表。流體流過毛細管的行為由泊肅葉方程描述： η= (πr的4次方pt)/(8lv) 式中η為粘度系數,r為毛細管半徑,l為毛細管長度，P為毛細管兩端的壓力差,v為流過液體的體積,t為流過時間。這種粘度計的測量方法有多種，可以測量一定體積的液體在一定壓差下流過毛細管的時間，也可以測量單位時間內在一定壓差下流出液體的體積，還可以規定一定的流量測量毛細管兩端的壓差。圖3中的粘度計由計量泵將被測液體按一定流量通過毛細管，再由差壓計測量毛細管兩端的壓差，即可表示出粘度值。毛細管粘度計的測量范圍較寬、精度較高、簡單易維護,可用于高壓,但對被測液體清潔度要求高。適于測量潤滑油、燃料油等。
三、粘度計的應用
下面以Fungilab粘度計為例。
1、 涂料行業
涂料油浴在存儲、運輸過程中，希望體系有比較高的粘度，防止顏料和填料的沉淀；
在施工時開始時要求粘度始終，以方便從容器中提取；
在涂刷過程中要求體系粘度較低，有利于涂膜流平，但要求涂膜粘度在一定時間達到較高粘度，以免涂膜產生流掛和流淌現象。
可使用Fungilab儀器：Fungilab標準型粘度計、Stormer型粘度計-GB-9269(1988)建筑涂料粘度的測定 斯托默粘度計法、CAP高剪切粘度計-GB-9751(1988)涂料在高剪切速率下粘度的測定、R/S流變儀、在線粘度計。
2、 日化行業
日化產品的流變性很重要。日化產品在較小的外力作用時，保持較高的粘度，主要是保持產品的穩定性。使用實話產品時，需要經過擠出、手搓等外力作用，這個時候粘度下降要快，方便消費者使用。
觸變性即粘度隨時間變化的關系。經過剪切后，產品經過一段時間才能回復到原來的粘度。部分日化產品具有一定的屈服應力，即外力作用必須達到一定值，產品才會流動。
洗潔精等洗滌用品只需要滿足這一點就可以了；大部分日化產品都具備上面所述的一、二兩點，像洗發水、潤膚露、沐浴液、護發素等等。指甲油、洗發水等產品都有觸變性。屈服應力主要是一些膏體的特性，牙膏和潤手霜等等產品都需要測量屈服應力。
Fungilab系列粘度計可以測量粘度或者其他一些特性；YR-1屈服應力流變儀可以方便的測量屈服應力，特別使用QC部門使用；R/S流變儀可以測量粘度隨溫度、剪切速率/應力變化的曲線，可以設計程序進行觸變性測試，能更好的滿足研發部門需要；在線粘度計TT-100可以實時監控生產中的粘度變化，及時了解生產動態。
3、 制藥行業
一些藥品必須控制粘度，如在滴眼劑中調整液體的粘稠度可使滴眼劑在眼內的滯留時間長；在藥膏中可以使藥膏易于涂抹。在中國藥典第二（西藥）針對部分藥劑需要進行粘度控制提出了要求，例如在附錄IF中：乳膏劑應具有適當的粘度，糊劑一般稠度較大。但均應易于涂布于皮膚或者粘膜上，不融化，粘稠度隨季節變化應很小。在附錄IG（眼用制劑）、附錄IQ（耳用制劑）、附錄IR（鼻用制劑）和附錄IU（凝膠劑）也要求以上制劑應根據需要對粘度進行調節。
在明膠生產和膠囊的制造中，粘度與產品質量息息相關。
Fungilab標準粘度計可以測量藥膏、注射液、明膠溶液等粘度，特別是明膠和膠囊行業。如果測量屈服應力，R/S流變儀就是一個很好的選擇。在線粘度計是膠囊行業的選實時粘度測量儀器。
4、 食品行業
乳品中，奶油味和口感與脂肪含量相關很強，而同時奶油味和口感與儀器測定的粘度相關性也很強，酸奶如果粘度控制不當，容易分層；
淀粉的糊化特性是淀粉的重要性質，可以通過粘度—溫度曲線來反應；巧克力在生產過程中主要以液體形式存在，其粘度控制對涂附性有很大影響；
果汁在生產過程中要防止果粒和漿液分開，必須控制合適的粘度；
醬料在使用時要求具有可以從瓶子中倒出來，涂抹時又不會流下來；
冰激凌主要成分是水溶膠，所以在冰激凌的生產中，控制冰激凌醬料的粘度，可以做成不同類型的冰激凌。
當然還有其他一些視頻也需要測量粘度，比如醬油、糖漿、油脂等。
乳品由于粘度不是很高，用LV機型比較合適；有些乳品是凝固型，可以用槳式轉子或者升降支架；巧克力的粘度比較高，采用H機型，好用可編程式以方便估算屈服應力或者用V型流變儀。淀粉粘度一般采用RV機型+可編程水浴。
除了以上的一些行業，還有石油行業、油墨、電子工業（焊錫膏、銀漿）、復合材料（樹脂及成型）、潤滑油、膠黏劑、瀝青、陶瓷、紡織、血液、水煤漿、其他（化工、生物、造紙、玻璃、明膠、增稠劑）會用到旋轉粘度計，Fungilab粘度計更是選擇。它的高品質和高性能在這些場合得到了好的體現。
實際工程和工業生產中，經常需要在線檢測流體的粘度，以保證佳的過程運行環境與產品質量，從而提高生產效益。通過在線測量過程中的液體粘度，可以得到液體流變行為的數據，對于預測產品工藝過程的工藝控制，輸送性以及產品在使用時的操作性有著重要的指導價值。液體的特性往往與產品的其他特性如顏色、密度、穩定性、固體成分含量和分子量的改變有關系，而檢測這些特性的方便和靈敏的方法就是在線檢測液體的粘度。在生產過程中，根據工藝技術要求的范圍進行在線粘度檢測，可以大限度的減少產品的報廢率和生產線的停工期。