流變儀的工作原理

1、流變儀的工作原理1 .旋轉(zhuǎn)流變儀：有兩種，控制應(yīng)力型和控制應(yīng)變型A：控制應(yīng)力型：使用最多，如PhysicaMCR系列、TA的AR系列、Haake、Malven,都是這一類型的流變儀；其中Physica的馬達(dá)屬于同步直流馬達(dá)，這種馬達(dá)相對(duì)響應(yīng)速度快，控制應(yīng)變能力強(qiáng)；其他廠家使用的屬于托杯馬達(dá)，托杯馬達(dá)屬于異步交流馬達(dá)，這種馬達(dá)響應(yīng)速度相對(duì)較慢。這一類型的流變儀，采用馬達(dá)帶動(dòng)夾具給樣品施加應(yīng)力，同時(shí)用光學(xué)解碼器測(cè)量產(chǎn)生的應(yīng)變或轉(zhuǎn)速。B:控制應(yīng)變型：目前只有ARES屬于單純的控制應(yīng)變型流變儀，這種流變儀直流馬達(dá)安裝在底部，通過(guò)夾具給樣品施加應(yīng)變，樣品上部通過(guò)夾具連接倒扭矩傳感器上，測(cè)量產(chǎn)生的應(yīng)力；這

2、種流變儀只能做單純的控制應(yīng)變實(shí)驗(yàn)，原因是扭矩傳感器在測(cè)量扭矩時(shí)產(chǎn)生形變，需要一個(gè)再平衡的時(shí)間，因此反應(yīng)時(shí)間就比較慢，這樣就無(wú)法通過(guò)回饋循環(huán)來(lái)控制應(yīng)力。2 .毛細(xì)管流變儀毛細(xì)管流變儀主要用于高聚物材料熔體流變性能的測(cè)試；工作原理是，物料在電加熱的料桶里北加熱熔融，料桶的下部安裝有一定規(guī)格的毛細(xì)管口模（有不同直徑0.252mm和不同長(zhǎng)度的0.2540mm）,溫度穩(wěn)定后，料桶上部的料桿在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的帶動(dòng)下以一定的速度或以一定規(guī)律變化的速度把物料從毛細(xì)管口模種擠出來(lái)。在擠出的過(guò)程中，可以測(cè)量出毛細(xì)管口模入口出的壓力，在結(jié)合已知的速度參數(shù)、模和料桶參數(shù)、以及流變學(xué)模型，從而計(jì)算出在不同剪切速率下熔體的剪切

3、粘度。3 .轉(zhuǎn)矩流變儀實(shí)際上是在實(shí)驗(yàn)型擠出機(jī)的基礎(chǔ)上，配合毛細(xì)管、密煉室、單雙螺桿、吹膜等不同模塊,模擬高聚物材料在加工過(guò)程中的一些參數(shù)，這種設(shè)備相當(dāng)于聚合物加工的小型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，材料的實(shí)際加工過(guò)程更為接近，主要用于與實(shí)際生產(chǎn)接近的研究領(lǐng)域。4 .界面流變儀：目前這種流變儀有振蕩液滴、振蕩剪切等幾種原理；是流變測(cè)試中最難以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)的一個(gè)領(lǐng)域；還沒(méi)有一種特別好而又通用的方法。美國(guó)Brookfield公司正式向中國(guó)推出R/SPlus系列流變儀美國(guó)Brookfield工程實(shí)驗(yàn)室（有限公司）是全球首屈一指的粘度測(cè)定/流變學(xué)研究?jī)x器的專業(yè)廠家，70多年來(lái)，始終致力于在流體流變學(xué)領(lǐng)域研制簡(jiǎn)單易用的，功能多樣

4、的，產(chǎn)品系列齊全的粘度計(jì)/流變儀產(chǎn)品，Brookfield的表盤(pán)式粘度計(jì)（VT）,數(shù)字式粘度計(jì)（DV-E、DVI+、DV-II+Pro、DV-III_ULTRA）包含4種不同型號(hào)（LV,RV,HA,HB）近二十個(gè)產(chǎn)品系列，成為全球最暢銷的粘度測(cè)定儀器，產(chǎn)品覆蓋面達(dá)到70%以上，并成為一些粘度計(jì)生產(chǎn)廠家爭(zhēng)相模仿的對(duì)象。最近，Brookfield公司正式向中國(guó)推出R/SPlus系列流變儀：R/S-CPS流變儀、R/S-SST軟固體測(cè)試流變儀、R/S-CC同軸圓柱體流變儀等系列產(chǎn)品，連同LFRA和QTS-25系列質(zhì)構(gòu)分析儀一道，使得Brookfield的產(chǎn)品門(mén)類更加齊全，產(chǎn)品種類數(shù)量達(dá)到了40種以上

5、。R/SPlus系列流變儀主要應(yīng)用在聚合物（熱固性、熱塑性、彈性體）、黏合劑、涂料（油墨、粉末)、食品(面團(tuán)、凝膠、分散液)、個(gè)人化妝品(面霜、凝膠、分散液)、陶瓷(漿料)油脂、油品、潤(rùn)滑劑油品等物料生產(chǎn)和加工行業(yè)中的流變特性研究和質(zhì)量控制，研究范圍涵蓋了從水到復(fù)合材料，使材料的微觀結(jié)構(gòu)信息與產(chǎn)品加工過(guò)程緊密聯(lián)系在一起。原產(chǎn)地：技術(shù)參數(shù)：粘度范圍美國(guó)BROOKFIELD轉(zhuǎn)速范圍0.01-1000RPM0.01-1000RPM0.011000RPMR/S-CPS流變儀至少在以下幾點(diǎn)R/S-CC:130McP,R/S-CPS:錐/板：20-3.2McP,板/板：20-9.9McP,R/S-SST:

6、6109.2KPa(剪切應(yīng)力范圍)，下面介紹其中的R/S-CPS流變儀，與國(guó)外同類產(chǎn)品相比較,具有明顯的先進(jìn)性和技術(shù)優(yōu)勢(shì):1. RS-CPS是采用高科技圓筒同心事由旋轉(zhuǎn)技術(shù)動(dòng)態(tài)控制和測(cè)量剪切率(CSR-ControlledShearRate)及旋轉(zhuǎn)軸控制和感應(yīng)切變應(yīng)力(CSS-ControlledShearStress)系統(tǒng)。2. 采用應(yīng)力控制模式，可進(jìn)行蠕變測(cè)試，屈服應(yīng)力測(cè)試，有較多功能拓展空間。3. 較寬的扭矩范圍，控制精確度高，保證所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。4. 實(shí)時(shí)讀取、保存、輸出和分析所需數(shù)據(jù)。5. 可采用多種形式控制樣品溫度：恒溫水浴、內(nèi)置式Peltier加熱裝置或電子加熱器。溫度控制準(zhǔn)確

7、，且可以使用RHEO2000軟件系統(tǒng)自動(dòng)控制溫度和溫度梯度，便于進(jìn)行溫度流變特性研究。6. 可以同時(shí)使用多種幾何結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子：同軸圓柱體、錐/板或板/板、槳式轉(zhuǎn)子，可適用于大多數(shù)場(chǎng)合下進(jìn)行粘度、流動(dòng)曲線分析、屈服應(yīng)力和應(yīng)變、模量、蠕變、觸變性和剪切后回復(fù)狀態(tài)的多方面的測(cè)量和研究。7. 具有堅(jiān)固的設(shè)計(jì)，可以長(zhǎng)期無(wú)故障的使用?？焖俚霓D(zhuǎn)子連接和容易清洗的表面可以為用戶節(jié)省大量的時(shí)間和金錢(qián)。其中，R/S-CPS的主要技術(shù)指標(biāo)：R/S-CPS流變儀特點(diǎn)：既能進(jìn)行控制應(yīng)力測(cè)試，又能進(jìn)行控制應(yīng)變測(cè)試；可以單機(jī)操作進(jìn)行快速單點(diǎn)粘度測(cè)試，或者采用面板上的程序進(jìn)行控制。提供錐/板系統(tǒng)，還可以使用板/板系統(tǒng)，測(cè)試含較

8、大顆粒樣品的流變曲線；強(qiáng)大流變性能表征工具，包括RAMP,回環(huán)，單點(diǎn)測(cè)試；可恒定剪切速率測(cè)試，也可測(cè)試不同剪切速率下的粘度曲線；可得粘度溫度，粘度剪切率，粘度剪切力，粘度時(shí)間，剪切力形變曲線等，得到不用實(shí)驗(yàn)的曲線疊加比較；寬范圍的剪切率，剪切力和扭矩；靈活的流動(dòng)分析和屈服測(cè)試?？梢赃M(jìn)行連續(xù)樣品的流動(dòng)行為測(cè)試，包括剪切后的回復(fù)狀態(tài)。QC模式可以設(shè)定測(cè)試的邊界，樣品是否合格一目了然。主機(jī)特性：采用高科技同筒同心軸旋轉(zhuǎn)技術(shù)測(cè)量動(dòng)態(tài)變化的轉(zhuǎn)軸，控制剪切率(CSR-ControlledShearRate)及控制剪切應(yīng)力(CSS-ControlledShearStress)?？蓡螜C(jī)操作，聯(lián)機(jī)操作，配置RS

9、232打印口，方便生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并打??；結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，幾乎沒(méi)有維護(hù)需求，易于更換和清洗；友好界面方便初學(xué)者使用；扭矩范圍：0.0550mNm,解析度0.01mNm/0.8mrad,準(zhǔn)確度：十(全量程)；恒溫速度快，可自動(dòng)完成測(cè)試過(guò)程。錐/板(Cone/Plate)，板/板(Plate/Plate)測(cè)量系統(tǒng)：方便拆卸，易于清洗和維護(hù)；所需樣品量小，0.08ml至4ml;非常寬的剪切范圍，剪切應(yīng)力：0-16297Pa,剪切率：0.01-1000RPM,0-6000s-1;粘度范圍：1-9.9MmPas專業(yè)流變程序編制，數(shù)據(jù)采集和分析軟件Rheo2000：通過(guò)軟件程控和數(shù)據(jù)分析增強(qiáng)R/S流變儀功能；實(shí)

10、現(xiàn)對(duì)R/S流變儀程控，和對(duì)剪切應(yīng)力和剪切率的控制。利用多個(gè)步驟的測(cè)試程序可以將數(shù)據(jù)保存下來(lái)，以及計(jì)算粘度的平均值、觸變性和屈服應(yīng)力?？梢詫?duì)用戶在進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)設(shè)定的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)分析。能夠用以下數(shù)學(xué)模型處理各種數(shù)據(jù)：NEWTON,OSTWALD,BINGHAM,STEIGER-ORY,CASSON,HERSCHEL-BULKLEY;可以繪出各種流動(dòng)曲線和屈服應(yīng)力圖等；得到的數(shù)據(jù)有：剪切力，剪切速率，時(shí)間，粘度，溫度，剪切模量，柔量，形變量,角位移，轉(zhuǎn)動(dòng)速度等；設(shè)定并自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，數(shù)據(jù)輸出功能，便于數(shù)據(jù)管理；控制恒溫水浴升溫，達(dá)到設(shè)定要求。由于R/SPlus系列流變儀使用同樣的主機(jī)，因而R/S-CC、R/S-SST在性能上與R/S-CPS沒(méi)有太大區(qū)別，但由于使用的轉(zhuǎn)子不同，所以在測(cè)量的物料種類上存在一些差別（如果有需要我們還可以將三種流變儀整合為一臺(tái)儀器使用，同時(shí)擁有三種流變儀的功能）。R/S-CC同軸圓柱體流變儀同軸圓柱體轉(zhuǎn)子/樣品杯的幾何形狀可以精確的控制剪切速率，可以測(cè)試QC的單點(diǎn)絕對(duì)粘度或進(jìn)行完全的流變分析。所需樣品量少，測(cè)試時(shí)容易控制溫度。單機(jī)操作允許在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。通過(guò)電腦控制可以在R&D或者QC部門(mén)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行快速的測(cè)試分析。R/S-