粘度測量和在線粘度計(jì)的應(yīng)用

       任何人在開始研究有關(guān)流變的過程時(shí)一定會先問一個(gè)問題，那就是“為什么要做粘度的測量呢？從事相關(guān)實(shí)驗(yàn)的研究人員告訴我們，“它可以提供數(shù)據(jù)，包括流程的影響、公式的改變以及對象對時(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。”

       在流變特性的測量里，常見的是對于其品質(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，對于產(chǎn)品的一致性與品質(zhì)的控制，大家相信流體的行為是一個(gè)最能夠直接測量的對象。
       研究流體行為的另外一個(gè)原因，是因?yàn)樗且粋€(gè)可直接得到用于實(shí)際的估計(jì)數(shù)據(jù)的研究。如一個(gè)高粘度的液體，在傳送時(shí)我們知道需要比較高功率的泵。因此了解流變行為對于管線設(shè)計(jì)與泵的裝配設(shè)計(jì)是非常有用的。
       另外在研究中也提出，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，會直接反映在其流動(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比較其分子量，而不需大費(fèi)周折地去測量其真正數(shù)值。它也是預(yù)測并控制產(chǎn)品特性、最終控制過程以保證原材料表現(xiàn)與行為的一種方法。
       讓我們思考一個(gè)問題，“對一產(chǎn)品或流程，流變的某些參數(shù)是否對它們有著關(guān)聯(lián)性呢？”要知道問題的答案，直覺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从吵隽髯冃袨椤，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可能性。我們要做的下一步是去收集一些關(guān)于流變的初步數(shù)據(jù)，并且思考決定此系統(tǒng)所表現(xiàn)出的流體行為特性屬于哪一范疇內(nèi)。基本上，上述決定幫助我們選擇使用某一款粘度計(jì)做測量并且繪制其有關(guān)流體行為的結(jié)果。
       一旦流體的行為已經(jīng)確定，我們就能對于系統(tǒng)成分間的互相作用情形有更詳細(xì)的了解。在儀器內(nèi)亦建有不少的數(shù)學(xué)模式可拿來對數(shù)據(jù)做適當(dāng)的仿真模擬。
       這些數(shù)學(xué)模式范圍可以從簡單到復(fù)雜，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)的程序處理。這類的分析可以將我們的資料作*的利用，常常也能由這些程序得到一些對流程與產(chǎn)品來說很重要的數(shù)字。
      一旦我們能得知流變數(shù)據(jù)和產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)系，這些流程就能夠被我們一再地反復(fù)使用并控制，而測得的數(shù)據(jù)也可以幫助我們預(yù)先評估和控制產(chǎn)品的品質(zhì)。
       粘度、粘力、流動(dòng)的阻力(與彈簧或傳感器的松緊有關(guān))與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子形狀有關(guān)， 當(dāng)轉(zhuǎn)速增加或轉(zhuǎn)子增大時(shí)粘力會加大。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大或轉(zhuǎn)子變大時(shí)，粘度可以由彈簧或傳感器的偏離讀出。最小范圍的粘度可以由表面積最大的轉(zhuǎn)子與最高轉(zhuǎn)速測得；而最大范圍的粘度可由表面積最小的轉(zhuǎn)子與最慢轉(zhuǎn)速測得。同一個(gè)轉(zhuǎn)子在不同的轉(zhuǎn)速下，可以測量流體的流變特性。
      粘度計(jì)主機(jī)包含了一個(gè)精確的鈹銅合金的彈簧或傳感器，在指針式的機(jī)型中，指針與軸承直接相連，一端接在軸承上，另一端直接接在指針上。這個(gè)指針是由變速箱所驅(qū)動(dòng)并且經(jīng)由彈簧控制軸承。在數(shù)字化儀表的機(jī)型中，一個(gè)變速度位移轉(zhuǎn)換器偵測軸承的轉(zhuǎn)角顯示在數(shù)字儀表板上。在線粘度計(jì)則可以輸出4～20mA的電信號、直流電壓信號或直接在儀表板上顯示。
在線粘度計(jì)的應(yīng)用
        隨著對產(chǎn)品品質(zhì)控制要求的提高，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室測量或滯后的檢驗(yàn)已不能滿足要求，在線測量的應(yīng)用和需求日益廣泛。
從在線粘度計(jì)的實(shí)際應(yīng)用情況來看，使用的效果和實(shí)際收益大致可分成以下三類：
■　產(chǎn)品的品質(zhì)與直接粘度有關(guān)
        聚合物（化纖、樹脂等）合成的反應(yīng)終點(diǎn)判定、食品（巧克力）、陶瓷漿等的配料準(zhǔn)確性，這一大類的應(yīng)用都直接利用粘度測量確定最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
■　產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)與粘度有關(guān)
      膠囊的壁厚、印刷油墨的穩(wěn)定、瀝青的品質(zhì)分類、紙張的厚度等與粘度有關(guān)，需要在工藝中控制。
■　工程設(shè)計(jì)或控制需要粘度指標(biāo)
     管道的設(shè)計(jì)、燃料的燃燒效率、輸送過程的監(jiān)測和控制等，都需要測量粘度以達(dá)到最佳或經(jīng)濟(jì)的效果。
     采用在線控制后質(zhì)量的波動(dòng)小，且比較平滑，更有益于質(zhì)量控制和提高效率，降低質(zhì)量成本。