粘度計簡介
粘度計是測量流體流量和液體粘度的儀器。液體的粘度會影響其性能，無論是泵送還是管道輸送，還是浸漬和涂層的性能。
因此，測量粘度適用于各種材料，包括：
油
塑料
油漆
涂料
粘合劑
某物
瀝青
測量粘度和流動特性也適用于食品和飲料、牙膏、化妝品和洗發(fā)水等常見消費品的生產(chǎn)。
粘度計有什么作用？
粘度計測量液體的粘度和流動特性，并具有廣泛的應(yīng)用，測量不同物質(zhì)和材料的這些特性。
這些應(yīng)用的例子包括：
監(jiān)控食品調(diào)味品生產(chǎn)過程中果醬和糖漿的粘度，以確保批次一致
在為牛奶設(shè)計管道系統(tǒng)時分析牛奶的流動特性
測量不同溫度條件下機油的流動方式
測試噴墨打印機墨水的粘度。
粘度在機器潤滑中很重要。如果它太低，內(nèi)部組件之間將有太多接觸，因此會磨損。如果太高，它會迫使機器更加努力地工作，以克服潤滑劑自身的內(nèi)部流動阻力。
什么是粘度？
粘度是衡量材料在施加力時對運動的抵抗力的量度。
例如，如果你擠一管牙膏，內(nèi)容物從管子末端流出的難易程度如何？
有一個測量粘度的公式：
粘度 = 剪切應(yīng)力/剪切速率。
你用厘泊 (cP) 來表示這個公式的結(jié)果。厘泊相當于 1 mPa s（毫帕秒）。
這適用于絕對粘度。對于運動粘度，測量是不同的，我們將在后面解釋。
剪切應(yīng)力是移動一層流體相對于另一層流體所需的每單位面積的力
剪切速率是中間層相對于彼此的運動中速度變化的量度。
對于許多液體，引起流動的應(yīng)力與剪切應(yīng)變率成正比。對于給定流體，在特定溫度下，剪應(yīng)力除以剪切速率是恒定的。
該常數(shù)是動態(tài)或絕對粘度。但您也可以簡單地將其稱為材料的粘度。
將粘度視為流體的厚度的一種簡單方法，但是當您查看具有不同密度的流體時，描述粘度的最清晰方法是流動阻力。
為什么測量粘度很重要？
材料的工藝條件在其生產(chǎn)和最終用途中都很重要。
材料的粘度也是一種有用的間接衡量其特性的方法，例如分子量和密度。這些材料特性會影響流動行為。
測量粘度是質(zhì)量控制和批次一致性的重要組成部分。
測量粘度也很重要，因為并非所有流體的行為方式都相同。
大體上，有兩種類型：
牛頓
非牛頓。
牛頓是指牛頓粘度定律，這是測量它的既定公式。
在牛頓流體中，無論剪切速率如何變化，粘度都保持不變。
典型的牛頓流體的例子包括水和機油。
但是，在非牛頓流體中，粘度會波動。這些流體包括以下類型：
塑料
假塑性
流變型
觸變的
擴張
非牛頓流體的一個日常例子是番茄醬，當你搖動瓶子時，它會變得更稀。番茄醬具有剪切稀化特性，因為它的粘度會隨著剪切應(yīng)力的增加而降低。
運動學和絕對粘度
有兩種表示粘度的方法：
運動學
絕對
您可以通過觀察流體在重力作用下的流動阻力來測量運動粘度。
您可以通過測量在外力和受控力下的流動阻力來測量絕對粘度。
這兩種粘度表示的測量也不同。
運動粘度以厘沲 (CSt) 為單位測量
絕對粘度以厘泊 (cP) 為單位測量。
粘度計有哪些種類？
測量粘度有兩種基本方法：
要么一個物體穿過一個靜止的材料，要么材料流過或流過一個靜止的物體。
使用任何一種方法，您都可以記錄操作發(fā)生所需的時間，從而測量流動阻力。
使用這兩種方法中的任何一種，都有各種粘度計：
毛細管或玻璃粘度計
落球和落活塞粘度計。
粘度計測量牛頓粘度。
還有用于測量非牛頓粘度的流變儀，它們使用多個參數(shù)進行測量。
毛細管粘度計
您經(jīng)常會在實驗室環(huán)境中找到毛細管粘度計。這是一個 u 形玻璃管（它的另一個名稱是 u 形管粘度計）。
粘度測量過程包括將玻璃管浸入溫度控制的浴槽中，通常為 40 或 100°C。
有一個精確的時間讀數(shù)，以秒為單位，即固定量的流體在兩個標記點之間在 U 形管內(nèi)流動所需的時間。
您可以通過吸力或重力實現(xiàn)這種流動。
一旦你有了這個測量值，你就可以將它乘以一個常數(shù)，該常數(shù)特定于你使用的管子類型，它將計算出：
運動粘度（如果使用抽吸法），或
絕對粘度（如果使用重力。
旋轉(zhuǎn)粘度計
這種類型的粘度計使用稱為主軸的旋轉(zhuǎn)裝置，您將其浸沒在您正在測試的流體中。
然后，主軸旋轉(zhuǎn)軸上的扭矩將測量流體的流動阻力。
旋轉(zhuǎn)粘度計測量流體的絕對粘度。
這使用電磁控制的主軸在流體內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，消除了電動主軸的軸承摩擦因素。
落球和落活塞粘度計
這些不是測量粘度的常用方法。在落球和落活塞粘度計測試中，球或活塞落入液體中，您測量標記點之間的時間。
但是，要做到這一點，您必須知道您正在使用的球或活塞的最終速度、大小和密度。
流變儀
流變學是對物質(zhì)流動的研究，通常為液態(tài)，但也適用于某些固體。它檢查材料如何響應(yīng)與流動相關(guān)的響應(yīng)，以響應(yīng)施加的力。
從技術(shù)上講，粘度屬于更廣泛的流變技術(shù)類別。
流變儀是測量非牛頓流體粘度的理想選擇。它們的工作原理與粘度計相似，但應(yīng)用范圍更廣。
這是因為非牛頓流體比牛頓流體具有更復(fù)雜的流變特性，當你對它們施加力時會改變它們的粘度。
流變儀有四種類型：
毛細管
動態(tài)旋轉(zhuǎn)
扭矩
振蕩的
毛細管和旋轉(zhuǎn)流變儀類似于相應(yīng)的粘度計。
扭矩流變儀測量混合螺桿或電機上的扭矩，顯示混合樣品材料的難度。
振蕩流變儀在樣品材料中引起正弦波型剪切變形，將它們放置在兩個板之間并測量扭矩效應(yīng)。
流變儀和粘度計之間的主要區(qū)別在于，流變儀傾向于對它們正在測試的物質(zhì)施加某種形式的剪切力。
您如何準備測量樣品？
在流變和粘度測量中，樣品制備都會影響測量結(jié)果。
在低剪切速率下測量樣品時尤其如此。
重要的是不要在測量前搖晃或攪拌樣品，因為這會使樣品承受無法定義的剪切載荷，除非樣品有沉淀物或其他一些分離物。在這種情況下，必須使用一致的方法和工具進行攪拌或搖動。
您的應(yīng)用方法也應(yīng)該一致，例如勺子或抹刀。
移液器或注射器應(yīng)用僅適用于油、樹脂或溶劑。對于其他物質(zhì)，這些應(yīng)用方法會增加剪切載荷，從而降低測量值和歪斜結(jié)果。
盡量確保沒有氣泡，因為這些氣泡會模擬非牛頓行為并給出錯誤的測量結(jié)果。
您使用的樣品體積必須與您使用的測量方法相匹配。樣品過多或過少都會導(dǎo)致測量誤差。
遵循等待時間的指導(dǎo)。準備工作會對樣品造成壓力，因此需要一段恢復(fù)期。將測量系統(tǒng)放置到位后，樣品結(jié)構(gòu)可能需要重新生成，然后才能進行準確測量。
您還必須確保防止樣品干燥，因為這會導(dǎo)致您的測量值過高。
哪些因素會影響粘度測量？
雖然測量流體粘度的過程可能看起來很簡單，但如果這些測量結(jié)果準確，則需要考慮一些因素。
溫度是一個關(guān)鍵因素。恒溫槽的功能是在整個過程中保持精確的溫度。您應(yīng)該能夠?qū)⒃〔蹨囟瓤刂圃谒铚囟鹊?0.02°C 以內(nèi)（通常為 40 或 100°C）。
有溫度控制的浴缸系統(tǒng)可以讓您更輕松地做到這一點。
在毛細管粘度計中，U 形玻璃的直徑必須精確才能準確測量。因此，這些玻璃通常使用低膨脹硼硅酸鹽玻璃制造。這有助于最大限度地減少誤差，并每年重新校準毛細管粘度計。
在測量之間使用無殘留溶劑徹底沖洗和干燥也很重要。
粘度計的尺寸會有所不同，以測量不同類型的粘度。無論儀器尺寸如何，他建議粘度計進行測量的最短時間應(yīng)為 200 秒。這允許流體在標記點之間通過。
哪些行業(yè)受益于粘度計和流變儀？
各種行業(yè)和部門都使用粘度計和流變儀。
這些包括：
制藥、生物技術(shù)和臨床研究
石化和石油
飲食
化工
美容和化妝品
取證
環(huán)境測試
制造研發(fā)。
以下是在各個行業(yè)中應(yīng)用粘度測量的幾個示例。
粘合劑
在粘合劑的生產(chǎn)中測量粘度很重要。根據(jù)粘合劑的類型及其最終應(yīng)用，它需要以一定的最佳速率流動。
低粘度粘合劑比高粘度粘合劑更自由流動。對一些人來說，目的是讓粘合劑更牢固地停留在一個地方，而對另一些人來說，目的是更廣泛地傳播。
食物
在食品行業(yè)，粘度測量有助于最大限度地提高生產(chǎn)效率，并確保成本效益。
在產(chǎn)品作為生產(chǎn)的一部分進行管道輸送的情況下，粘度會影響這種傳輸?shù)乃俣龋约案鞣N食品需要多長時間才能凝固或干燥，或者需要多長時間才能將其分配到包裝中。
粘度會對食品生產(chǎn)過程產(chǎn)生巨大影響，它是食品質(zhì)地的主要因素。
任何批次不一致都可能導(dǎo)致產(chǎn)品不符合消費者標準。
油
粘度在油中非常重要。它將決定油的密封效果及其消耗率。
機油粘度會影響軸承、齒輪組和氣缸的熱摩擦相關(guān)溫度。它將影響機械的效率，以及它在不同溫度下啟動和運行的速度。
您測量油的運動粘度，從而得出其粘度指數(shù) (VI) 等級。具有較高 VI 的油更有效，從而減少消耗并減少潤滑中的磨損。
在油中測量的另一個因素是它在流體動力潤滑期間抵抗剪切的能力。
油的粘度必須符合其潤滑部件的溫度條件、速度和負載，這一點很重要。
具體的
在混凝土工業(yè)中，混凝土的塑性粘度和屈服應(yīng)力對其可加工性和澆筑性至關(guān)重要。
混凝土的流變特性決定了它的機械質(zhì)量、耐久性和整體質(zhì)量。
為確?；炷两Y(jié)構(gòu)的可持續(xù)性以及混凝土在施工時的可用性，它必須具有合適的粘度。
化妝品
在美容和化妝品行業(yè)，測量粘度是質(zhì)量控制的關(guān)鍵要素。
例如，潤唇膏必須具有高粘度，以確保它能夠正確地粘附在皮膚上并保護它。
另一方面，身體噴霧需要低粘度才能從其分配器中自由均勻地流動。
在化妝品公司將產(chǎn)品描述為奢華的地方，這些產(chǎn)品更有可能需要更高的粘度來強化這種印象。
您可以使用毛細管粘度計測試許多油基和水基化妝品化合物的粘度，因為它們是牛頓流體。但其他化合物將具有非牛頓特性，因此需要流變測試。
因此，根據(jù)您的需求范圍選擇合適的粘度計或流變儀非常重要。
如何選擇粘度計？
正如我們所見，粘度計和流變儀的應(yīng)用范圍很廣。
在選擇測量粘度的儀器時應(yīng)考慮哪些因素？
您需要測量哪種類型的粘度，絕對粘度、運動粘度或兩者兼而有之？
你將在哪里進行你的工作，在實驗室環(huán)境中，在移動中，還是在其他地方？
您要測量的材料有多復(fù)雜或多變？
通常，流變儀比粘度計更通用且更昂貴，但流變儀將測量非牛頓流體。
當涉及粘度計和流變儀的類型時，有各種廣泛的儀器類別，包括：
便攜式手持式粘度計
玻璃毛細管粘度計
旋轉(zhuǎn)粘度計
滾珠軸承和空氣軸承流變儀。
