保圣科技旋转流变仪Rheometer工作原理

保圣科技旋转流变仪Rheometer工作原理介绍

1、概述

旋转流变仪是当今较为通用的流变测定工具，可针对多种不同的流变测量方法进行配置，以探测悬浮体的构造和性能。 从生成材料在数十种扭矩下的简单粘性流动曲线(粘度与剪切力曲线图)到测量屈服应力，再到用于模拟食物咀嚼过程的序列，旋转流变仪可用于多种测试类型。

2、工作原理

在两个测量板或其他相似的几何形状板(如锥板或杯和转子系统)之间加载样品。 当在上平板施加一个扭矩时，就会在材料上产生一个旋转剪切应力，并测得所形成的应变或应变速率(切变速率)。 旋转流变仪与粘度计的工作原理相同，但前者的功能要强大得多。 其中为显著的就是前者在施加剪切应力时精度更高、范围更广；前者拥有振荡测试功能；以及在旋转试验过程中，对所施加的法向力的控制度更高。

旋转流变仪可用于测量从膏状物和凝胶到构造弱的液体在内的多种样品类型。 即使在剪切应力极低的区域，仍能够控制所施加的剪切力，因此这些仪器适合执行稳定性研究以及测量屈服应力。 不过，旋转流变仪针对数十种扭矩下的使用情形进行了优化，而未针对区分低粘度弱构造流体的粘度进行优化。 此外，当切变速率超过 1000 s-1时，旋转流变仪会在高剪切区面临机械约束。借助这些先进复杂的仪器，可以确保测试方法与产品的特定加工流程或使用环境密切匹配。 内置的创新软件非常有用，即使刚入门的流变学家也能够生成并解读数据。

3、测量系统

旋转流变仪根据其等级大致可以划分为两种，一种是以机械轴承马达为核心测量结构的低等级旋转流变仪，基本要求是可以进行连续的转速控制，一般只具有稳态测量功能，可以测量黏度η、流动曲线、屈服应力、触变性等流变学特性，但测量范围比较小。

另一种是以空气轴承马达为核心测量结构的高等级旋转流变仪，基本要求是可以进行连续的转速控制、可以产生正弦波应变或应力，具有稳态测量、动态测量、瞬态测量功能，可以测量黏度、流动曲线、屈服应力、触变性、复数模量G*、储能模量G'、损耗模量G"、Tanδ、应力松弛、蠕变等流变学特性，测量范围比较宽。

旋转流变仪测量系统：在稳定或变速情况下测量扭矩，用夹具因子将物理量转化为流变学的参数。

保圣科技旋转流变仪Rheometer工作原理测试条件：

（1）粘度计或流变仪测量的边界条件有以下几种

1.流动必须是层流

2.测试过程必须是稳态流动

3.样品与转子之间没有滑移

4. 样品是均匀的

5. 测试过程样品没有物理或化学性能的变化

6. 注意样品弹性的影响

（2）旋转测试

测量结果分为相对粘度与绝对粘度两种。

1. 相对粘度：测量方式以时间或其它物理量表示只能用牛顿体标定。任何可读的量(时间, 距离, 角度)与标准粘度样品的比率，测试参数(转子，速度，装样量)必须严格遵守一样的测试条件。

2. 绝对粘度：绝对粘度=剪切应力/剪切速率；

a. 平行板(直线运动)b. 同心圆筒c. 毛细管d. 锥/平板或平行板(旋转)

（3）旋转流变仪的控温系统

旋转流变仪具有多种控温系统可选，等级越高的流变仪可选的控温系统越多，温度范围越宽；低等级旋转流变仪一般使用液体循环器作为控温设备，高等级旋转流变仪一般可选半导体控温 、电加热控温、对流辐射炉控温等，一般适用范围大致如下：

半导体控温（Peltier）：一般在200℃以下，是使用方便的控温方式；

电加热控温：一般在400℃以下，应用于聚合物熔体等材料的测试；

对流辐射控温炉：一般可达到600℃，低温可达-150℃左右，特殊的可达1000℃，主要应用于高温熔体、固体、玻璃熔体、低温合金熔体等材料；