锥板粘度计是一种广泛应用于流体物理性质测量的仪器，尤其在粘度测量领域有着重要的地位。其工作原理基于泊松公式，该公式描述了流体在剪切力作用下产生的剪切应力与剪切率之间的关系。具体来说，当流体受到剪切力时，流体内部会产生剪切应力，这种应力与剪切率成正比，比例系数即为粘度。锥板粘度计通过测量旋转平板所需施加的扭矩来推断粘度值。由于流体粘度会影响流体在剪切力作用下的流动阻力，因此粘度越大，所需的扭矩也越大。通过测量不同转速下的扭矩值，可以绘制出扭矩-转速曲线，进而计算出流体的粘度。
锥板粘度计的主要组成部分：
1、锥形转子
功能：作为旋转部件，对样品施加剪切应力。
特点：
通常为圆锥形金属（如不锈钢、铝合金）或防化涂层探头。
锥角非常小（常见1°或2°），确保在锥与板之间形成均匀的剪切速率。
锥尖与平板之间的间隙极小（通常为微米级），适合测量低粘度或剪切敏感性样品。
材料选择：根据样品腐蚀性可选不锈钢、钛合金或特氟龙涂层。
2、平板
功能：固定不动，与锥体共同构成测量间隙。
特点：
表面高度抛光，确保平整度和低摩擦。
可加热或冷却，用于控温测试。
易于清洁和更换。
温度控制：通常集成在温控台中，可通过液体循环或电加热实现精确温控。
3、温控系统
作用：精确控制样品温度，满足不同测试条件需求。
组成：
加热/冷却板：集成在平板下方。
循环水浴或半导体温控装置：提供冷热源。
温度传感器（如PT100）：实时监测样品温度。
控温范围：常见为-40°C至200°C或更高，取决于配置。
4、电机与驱动系统
功能：驱动锥体旋转，施加设定的剪切速率或剪切应力。
类型：
伺服电机：提供高精度、宽范围的转速控制。
支持连续可调转速或程序化剪切速率扫描。
控制方式：可设定恒定转速、斜坡扫描、振荡模式（用于动态流变测试）。
5、传感器与测量系统
功能：测量样品在剪切过程中产生的阻力矩（扭矩）。
原理：
扭矩与样品粘度成正比。
高灵敏度传感器可检测极小的力矩变化，适用于低粘度样品。
精度：现代仪器可实现纳牛·米（nN·m）级扭矩测量。
6、控制系统与电子单元
功能：控制电机转速、采集扭矩和温度数据，计算粘度。
组成：
微处理器或嵌入式系统。
数据采集模块。
用户界面（按钮、显示屏或连接电脑）。
支持模式：
恒剪切速率测试
恒剪切应力测试
阶梯扫描、频率扫描（动态流变）
7、软件与数据处理系统（可选，高d机型标配）
功能：
参数设置、实验程序编辑
实时数据显示（粘度、剪切应力、剪切速率曲线）
数据存储、导出与分析（如拟合流变模型：牛顿、幂律、宾汉等）
自动生成报告
连接方式：USB、RS-232、Ethernet、蓝牙等。
8、样品托盘与防护罩
样品托盘：承载平板，便于装卸样品。
防护罩：
防止气流扰动影响测量。
减少溶剂挥发（尤其对挥发性样品）。
提供温控环境隔离。
9、自动间隙调节系统（部分高d机型）
功能：自动调整锥尖与平板之间的间隙，确保测量精度。
方式：
触觉感应
光学或电容传感器
优势：避免人为误差，提高重复性。
10、附件
刮刀：用于去除多余样品，确保填充均匀。
校准油：用于定期校准仪器精度。
不同规格锥头：如不同锥角（1°、2°）、直径（25mm、50mm）以适应不同粘度范围。
蒸发抑制液（如硅油）：覆盖样品边缘，防止干燥。
欢迎来到上海珩泽科技有限公司网站！
扫码关注
