保圣科技旋轉流變儀Rheometer工作原理

保圣科技旋轉流變儀Rheometer工作原理介紹

1、概述

旋轉流變儀是當今較為通用的流變測定工具，可針對多種不同的流變測量方法進行配置，以探測懸浮體的構造和性能。 從生成材料在數十種扭矩下的簡單粘性流動曲線(粘度與剪切力曲線圖)到測量屈服應力，再到用于模擬食物咀嚼過程的序列，旋轉流變儀可用于多種測試類型。

2、工作原理

在兩個測量板或其他相似的幾何形狀板(如錐板或杯和轉子系統)之間加載樣品。 當在上平板施加一個扭矩時，就會在材料上產生一個旋轉剪切應力，并測得所形成的應變或應變速率(切變速率)。 旋轉流變儀與粘度計的工作原理相同，但前者的功能要強大得多。 其中為顯著的就是前者在施加剪切應力時精度更高、范圍更廣；前者擁有振蕩測試功能；以及在旋轉試驗過程中，對所施加的法向力的控制度更高。

旋轉流變儀可用于測量從膏狀物和凝膠到構造弱的液體在內的多種樣品類型。 即使在剪切應力極低的區域，仍能夠控制所施加的剪切力，因此這些儀器適合執行穩定性研究以及測量屈服應力。 不過，旋轉流變儀針對數十種扭矩下的使用情形進行了優化，而未針對區分低粘度弱構造流體的粘度進行優化。 此外，當切變速率超過 1000 s-1時，旋轉流變儀會在高剪切區面臨機械約束。借助這些先進復雜的儀器，可以確保測試方法與產品的特定加工流程或使用環境密切匹配。 內置的創新軟件非常有用，即使剛入門的流變學家也能夠生成并解讀數據。

3、測量系統

旋轉流變儀根據其等級大致可以劃分為兩種，一種是以機械軸承馬達為核心測量結構的低等級旋轉流變儀，基本要求是可以進行連續的轉速控制，一般只具有穩態測量功能，可以測量黏度η、流動曲線、屈服應力、觸變性等流變學特性，但測量范圍比較小。

另一種是以空氣軸承馬達為核心測量結構的高等級旋轉流變儀，基本要求是可以進行連續的轉速控制、可以產生正弦波應變或應力，具有穩態測量、動態測量、瞬態測量功能，可以測量黏度、流動曲線、屈服應力、觸變性、復數模量G*、儲能模量G'、損耗模量G"、Tanδ、應力松弛、蠕變等流變學特性，測量范圍比較寬。

旋轉流變儀測量系統：在穩定或變速情況下測量扭矩，用夾具因子將物理量轉化為流變學的參數。

保圣科技旋轉流變儀Rheometer工作原理測試條件：

（1）粘度計或流變儀測量的邊界條件有以下幾種

1.流動必須是層流

2.測試過程必須是穩態流動

3.樣品與轉子之間沒有滑移

4. 樣品是均勻的

5. 測試過程樣品沒有物理或化學性能的變化

6. 注意樣品彈性的影響

（2）旋轉測試

測量結果分為相對粘度與絕對粘度兩種。

1. 相對粘度：測量方式以時間或其它物理量表示只能用牛頓體標定。任何可讀的量(時間, 距離, 角度)與標準粘度樣品的比率，測試參數(轉子，速度，裝樣量)必須嚴格遵守一樣的測試條件。

2. 絕對粘度：絕對粘度=剪切應力/剪切速率；

a. 平行板(直線運動)b. 同心圓筒c. 毛細管d. 錐/平板或平行板(旋轉)

（3）旋轉流變儀的控溫系統

旋轉流變儀具有多種控溫系統可選，等級越高的流變儀可選的控溫系統越多，溫度范圍越寬；低等級旋轉流變儀一般使用液體循環器作為控溫設備，高等級旋轉流變儀一般可選半導體控溫 、電加熱控溫、對流輻射爐控溫等，一般適用范圍大致如下：

半導體控溫（Peltier）：一般在200℃以下，是使用方便的控溫方式；

電加熱控溫：一般在400℃以下，應用于聚合物熔體等材料的測試；

對流輻射控溫爐：一般可達到600℃，低溫可達-150℃左右，特殊的可達1000℃，主要應用于高溫熔體、固體、玻璃熔體、低溫合金熔體等材料；