低粘度流体中粘度检测方案(粘度计)

Thermo Fisher Scientific 旗下品牌info.mc.jp@thermofisher.com 采用 HAAKE Viscotester iQ Air 测试低粘度流体 Jan P. Plog， Thermo Fisher Scientific， Material Characterization， Karlsruhe， Germany 关键词 流变学；低粘度；水样 引言 由于可传递至传感器的扭矩读数偏低，因此，在旋转流变仪上测试水始终构成挑战。对于市售的最小空气轴承流变仪，即新型 Thermo ScientificTM HAAKETMViscotesterTM iQ Air，尤其如此。HAAKE Viscotester iQAir 配低摩擦双球面轴承，其扭矩极限值较小(10uNm)， 仅较 Thermo ScientificTM HAAKE TM MARSTM60 研究级流变仪约高3个数量级。尽管如此，食品、石油或涂料等行业应用中的许多相关流变 QC 测试仍需针对低粘度流体。本应用指南阐述了采用新型HAAKE Viscotester iQ Air 测试粘度极低流体(如水)的方法。 图1为进行水测试的设置。HAAKE Viscotester iQAir 配直径48 mm 的新型液体温控圆筒 TM-LI-C48和相应的双夹缝转子 CC41 DG. 图1：配TM-LI-C48 的 Thermo Scientific HAAKEViscotester iQ Air 为获得此类低粘度流体的有效数据，须相应调整测量程序。图2为采用 Thermo Scientific TM HAAKE TM RheoWinTM 软件进行如下所示测试的测试程序。此类测试中最重要参数是单个测量点的持续时间和积分时间。在本实验中，使用45s 的测量时间和15s的积分时间。采用ThermoScientific 外置循环器SC100-A10 进行温控。测量温度为20℃(68℉)且平衡时间为3分钟。除流变测试外，还使用 HAAKE RheoWin软件的自动化数据评估和报告功能。 图 2： HAAKE Viscotester iQ Air 低粘度流体测试所用的Thermo Scientific HAAKE RheoWin 程序。 图3： HAAKE Viscotester iQ Air 粘度(与20℃时水的剪切速率成函数关系)。数据按对数标度进行绘制。 如图3所所，自10pNm 扭矩开始，结果极具可再现性。此外，如蓝线所示，所有实测值均在10%的容差范围内。通过与标准 HAAKE ViscotesteriQ 的可获取剪切速率范围比较，可发现，空气轴承流变仪可将低剪切速率流态范围增加超过一个数量级。当然，可获取的剪切速率范围仍然有限。然而，依然可使用 ViscotesteriQ Air， 在两个数量级的剪切速率(约30至3000s)条件下对水进行测量。o当剪切速率低于30s时，扭矩读数不达标；当其高于3000s时，受泰勒漩涡[1]起点影响，可监测到粘度增加。如图4所示，该起点恰在RheoWin Range Calculator 所预测的位置出现。 图5所示结果再次与图3所示结果相同，进一步说明数据的可靠性和可再现性。不过，此次数据按线性标度进行绘制。 如图5所示， Viscotester iQ Air 可使用大直径双间隙转子轻松测量水。在泰勒不稳定性开始前，20℃ 时的所有数据均在±10%的水粘度理论值(1.00mPas(cP))范围内。 Range calculator 图4： HAAKE Viscotester iQ Air (配 CCB41 DG转子)的计算测量范围，泰勒涡流预测结果可从HAAKE RheoWin 软件直接获得。 aE坦册 图 5： HAAKE Viscotester iQ Air 粘度(与20℃时的水剪切速率成函数关系)。数据按直线标度进行绘制。 结论 Thermo Scientific HAAKE Viscotester iQAir 是一款适用于质控的快速、简便且准确的流变仪。该仪器为市售的最小空气轴承流变仪，可在较宽的剪切速率范围内准确测定粘度极低的流体(如水)。 ( 参考文 献 ) [1] Taylor， G.I. "Stability of a Viscous Liquid containedbetween Two Rotating Cylinders “. Phil. Trans. RoyalSociety A223 (605-615)：289-343，1923. thermoscientific.com/mc C2016/04 Thermo Fisher Scientific Inc。保留所有权利。所有仪器和附件图片的版权均归 Thermo Fisher Scientific 所有。所有商标均归Thermo Fisher Scientific 及其子公司所有。本文件信息仅供参考。产品规格、术语以及定价有可能随时变更。并非各个产品在所有国家均有售。详情请咨询当地销售代表。 ( 材料表征 法国 英国 国际/德国比荷卢 电话 + 33(0)160924800 电话 .+ 44 (0)1785825200 Dieselstr.4 电话.+ 3 1 (0)7657955 55 info.mc.fr@thermofisher.com1 i nfo.mc.uk@thermofisher.com 76227 Karlsruhe info.mc.nl@thermofisher.com 印度 Tel. +49 (0)7214094444 电 美国 话 + 91 (22)27 7811 0 1 info.mc.de@thermofisher.com 中国 电话+ 1 866537 0811 i nfo.mc.in@thermofisher.com电话.+ 8 6 (21)68654588info.mc.us@thermofisher.com 日本 info.mc.china@thermofisher.com 电 话+ 8 1(45)453-9167 )   采用 HAAKE Viscotester iQ Air 测试低粘度流体  关键词 流变学；低粘度；水样 引言由于可传递至传感器的扭矩读数偏低，因此，在旋转流变仪上测试水始终构成挑战。对于市售的最小空气轴承流变仪，即新型 Thermo ScientificTM HAAKETMViscotesterTM iQ Air，尤其如此。HAAKE Viscotester iQAir 配低摩擦双球面轴承，其扭矩极限值较小（10μNm），仅较Thermo Scientific™ HAAKE™ MARS™60 研究级流变仪约高 3 个数量级。尽管如此，食品、石油或涂料等行业应用中的许多相关流变 QC 测试仍需针对低粘度流体。本应用指南阐述了采用新型HAAKE Viscotester iQ Air 测试粘度极低流体（如水）的方法。 实验结果与讨论图 1 为进行水测试的设置。HAAKE Viscotester iQAir 配直径 48 mm 的新型液体温控圆筒 TM-LI-C48和相应的双夹缝转子 CC41 DG。为获得此类低粘度流体的有效数据，须相应调整测量程序。图 2 为采用 Thermo Scientific™ HAAKE™RheoWin™ 软件进行如下所示测试的测试程序。此类测试中最重要参数是单个测量点的持续时间和积分时间。在本实验中，使用 45 s 的测量时间和 15 s 的积分时间。采用 ThermoScientific 外置循环器 SC100-A10 进行温控。测量温度为 20℃（68℉）且平衡时间为 3 分钟。除流变测试外，还使用 HAAKE RheoWin软件的自动化数据评估和报告功能。如图 3 所示，自10 μNm 扭矩开始，结果极具可再现性。此外，如蓝线所示，所有实测值均在 10% 的容差范围内。通过与标准 HAAKE Viscotester iQ 的可获取剪切速率范围比较，可发现，空气轴承流变仪可将低剪切速率流态范围增加超过一个数量级。当然，可获取的剪切速率范围仍然有限。然而，依然可使用 ViscotesteriQ Air，在两个数量级的剪切速率（约30 至 3000 s-1）条件下对水进行测量。当剪切速率低于 30 s-1 时，扭矩读数不达标；当其高于 3000 s-1 时，受泰勒漩涡 [1] 起点影响，可监测到粘度增加。如图 4 所示，该起点恰在RheoWin Range Calculator 所预测的位置出现。图 5 所示结果再次与图 3 所示结果相同，进一步说明数据的可靠性和可再现性。不过，此次数据按线性标度进行绘制。如图 5 所示，Viscotester iQ Air 可使用大直径双间隙转子轻松测量水。在泰勒不稳定性开始前，20°C 时的所有数据均在 ±10% 的水粘度理论值（1.00 mPas（cP））范围内。 结论 Thermo Scientific HAAKE Viscotester iQ Air 是一款适用于质控的快速、简便且准确的流变仪。该仪器为市售的最小空气轴承流变仪，可在较宽的剪切速率范围内准确测定粘度极低的流体（如水）。  参考文献 [1] Taylor, G.I. "Stability of a Viscous Liquid contained between Two Rotating Cylinders“. Phil. Trans. Royal Society A223 (605–615): 289–343, 1923.如果您想了解更多产品信息，请点击下载附件资料。欢迎致电赛默飞或在展台留言，我们会尽快给您答复。