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，控制應力型和控制應變型A：控制應力型：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的馬達屬于同步直流馬達，這種馬達相對響應速度快，控制應變能力強；其他廠家使用的屬于托杯馬達，托杯馬達屬于異步交流馬達，這種馬達響應速度相對較慢。這一類型的流變儀，采用馬達帶動夾具給樣品施加應力，同時用光學解碼器測量產(chǎn)生的應變或轉(zhuǎn)速。B:控制應變型：目前只有ARES屬于單純的控制應變型流變儀，這種流變儀直流馬達安裝在底部，通過夾具給樣品施加應變，樣品上部通過夾具連接倒扭矩傳感器上，測量產(chǎn)生的應力；這

2、種流變儀只能做單純的控制應變實驗，原因是扭矩傳感器在測量扭矩時產(chǎn)生形變，需要一個再平衡的時間，因此反應時間就比較慢，這樣就無法通過回饋循環(huán)來控制應力。2 .毛細管流變儀毛細管流變儀主要用于高聚物材料熔體流變性能的測試；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)格的毛細管口模（有不同直徑0.252mm和不同長度的0.2540mm）,溫度穩(wěn)定后，料桶上部的料桿在驅(qū)動馬達的帶動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管口模種擠出來。在擠出的過程中，可以測量出毛細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)、以及流變學模型，從而計算出在不同剪切速率下熔體的剪切

3、粘度。3 .轉(zhuǎn)矩流變儀實際上是在實驗型擠出機的基礎上，配合毛細管、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程中的一些參數(shù)，這種設備相當于聚合物加工的小型實驗設備，材料的實際加工過程更為接近，主要用于與實際生產(chǎn)接近的研究領域。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；是流變測試中最難以準確實現(xiàn)的一個領域；還沒有一種特別好而又通用的方法。美國Brookfield公司正式向中國推出R/SPlus系列流變儀美國Brookfield工程實驗室（有限公司）是全球首屈一指的粘度測定/流變學研究儀器的專業(yè)廠家，70多年來，始終致力于在流體流變學領域研制簡單易用的，功能多樣

4、的，產(chǎn)品系列齊全的粘度計/流變儀產(chǎn)品，Brookfield的表盤式粘度計（VT）,數(shù)字式粘度計（DV-E、DVI+、DV-II+Pro、DV-III_ULTRA）包含4種不同型號（LV,RV,HA,HB）近二十個產(chǎn)品系列，成為全球最暢銷的粘度測定儀器，產(chǎn)品覆蓋面達到70%以上，并成為一些粘度計生產(chǎn)廠家爭相模仿的對象。最近，Brookfield公司正式向中國推出R/SPlus系列流變儀：R/S-CPS流變儀、R/S-SST軟固體測試流變儀、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)品門類更加齊全，產(chǎn)品種類數(shù)量達到了40種以上

5、。R/SPlus系列流變儀主要應用在聚合物（熱固性、熱塑性、彈性體）、黏合劑、涂料（油墨、粉末)、食品(面團、凝膠、分散液)、個人化妝品(面霜、凝膠、分散液)、陶瓷(漿料)油脂、油品、潤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合材料，使材料的微觀結(jié)構(gòu)信息與產(chǎn)品加工過程緊密聯(lián)系在一起。原產(chǎn)地：技術(shù)參數(shù)：粘度范圍美國BROOKFIELD轉(zhuǎn)速范圍0.01-1000RPM0.01-1000RPM0.011000RPMR/S-CPS流變儀至少在以下幾點R/S-CC:130McP,R/S-CPS:錐/板：20-3.2McP,板/板：20-9.9McP,R/S-SST:

6、6109.2KPa(剪切應力范圍)，下面介紹其中的R/S-CPS流變儀，與國外同類產(chǎn)品相比較,具有明顯的先進性和技術(shù)優(yōu)勢:1. RS-CPS是采用高科技圓筒同心事由旋轉(zhuǎn)技術(shù)動態(tài)控制和測量剪切率(CSR-ControlledShearRate)及旋轉(zhuǎn)軸控制和感應切變應力(CSS-ControlledShearStress)系統(tǒng)。2. 采用應力控制模式，可進行蠕變測試，屈服應力測試，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)準確可靠。4. 實時讀取、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。溫度控制準確

7、，且可以使用RHEO2000軟件系統(tǒng)自動控制溫度和溫度梯度，便于進行溫度流變特性研究。6. 可以同時使用多種幾何結(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)場合下進行粘度、流動曲線分析、屈服應力和應變、模量、蠕變、觸變性和剪切后回復狀態(tài)的多方面的測量和研究。7. 具有堅固的設計，可以長期無故障的使用?？焖俚霓D(zhuǎn)子連接和容易清洗的表面可以為用戶節(jié)省大量的時間和金錢。其中，R/S-CPS的主要技術(shù)指標：R/S-CPS流變儀特點：既能進行控制應力測試，又能進行控制應變測試；可以單機操作進行快速單點粘度測試，或者采用面板上的程序進行控制。提供錐/板系統(tǒng)，還可以使用板/板系統(tǒng)，測試含較

8、大顆粒樣品的流變曲線；強大流變性能表征工具，包括RAMP,回環(huán)，單點測試；可恒定剪切速率測試，也可測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，粘度時間，剪切力形變曲線等，得到不用實驗的曲線疊加比較；寬范圍的剪切率，剪切力和扭矩；靈活的流動分析和屈服測試?？梢赃M行連續(xù)樣品的流動行為測試，包括剪切后的回復狀態(tài)。QC模式可以設定測試的邊界，樣品是否合格一目了然。主機特性：采用高科技同筒同心軸旋轉(zhuǎn)技術(shù)測量動態(tài)變化的轉(zhuǎn)軸，控制剪切率(CSR-ControlledShearRate)及控制剪切應力(CSS-ControlledShearStress)。可單機操作，聯(lián)機操作，配置RS

9、232打印口，方便生成實驗報告并打??；結(jié)構(gòu)堅固耐用，幾乎沒有維護需求，易于更換和清洗；友好界面方便初學者使用；扭矩范圍：0.0550mNm,解析度0.01mNm/0.8mrad,準確度：十(全量程)；恒溫速度快，可自動完成測試過程。錐/板(Cone/Plate)，板/板(Plate/Plate)測量系統(tǒng)：方便拆卸，易于清洗和維護；所需樣品量小，0.08ml至4ml;非常寬的剪切范圍，剪切應力：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：通過軟件程控和數(shù)據(jù)分析增強R/S流變儀功能；實

10、現(xiàn)對R/S流變儀程控，和對剪切應力和剪切率的控制。利用多個步驟的測試程序可以將數(shù)據(jù)保存下來，以及計算粘度的平均值、觸變性和屈服應力?？梢詫τ脩粼谶M行質(zhì)量控制時設定的參數(shù)指標進行自動分析。能夠用以下數(shù)學模型處理各種數(shù)據(jù)：NEWTON,OSTWALD,BINGHAM,STEIGER-ORY,CASSON,HERSCHEL-BULKLEY;可以繪出各種流動曲線和屈服應力圖等；得到的數(shù)據(jù)有：剪切力，剪切速率，時間，粘度，溫度，剪切模量，柔量，形變量,角位移，轉(zhuǎn)動速度等；設定并自動生成實驗報告，數(shù)據(jù)輸出功能，便于數(shù)據(jù)管理；控制恒溫水浴升溫，達到設定要求。由于R/SPlus系列流變儀使用同樣的主機，因而R/S-CC、R/S-SST在性能上與R/S-CPS沒有太大區(qū)別，但由于使用的轉(zhuǎn)子不同，所以在測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儀器使用，同時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，可以測試QC的單點絕對粘度或進行完全的流變分析。所需樣品量少，測試時容易控制溫度。單機操作允許在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。通過電腦控制可以在R&D或者QC部門實驗室進行快速的測試分析。R/S-