为什么博勒飞粘度使用这么广泛?几乎成为了行业标准?

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发布时间:2021-09-26
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80多年来,美国博勒飞公司BROOKFIELD已经发展成为世界上实验室粘度计、在线粘度计、流变仪、质构仪以及粉体流动测试仪方面的专业品牌。BROOKFIELD仪器的高声誉不仅仅是建立在一种优秀的产品质量上,还在于越来越多的BROOKFIELD仪器还被广泛应用于世界范围的工业领域,得到广大用户的认同。您的同行、供应商及客户可能都在使用我们的仪器,许多协会标准、行业规范以及国家标准都描述了对BROOKFIELD仪器的应用。

下面简单介绍旋转粘度计的基本原理和博勒飞的关键优势点。

 

一、 旋转粘度计的基本结构和测量原理:

 

 

我们以较经典的表盘式粘度计的结构图为例,马达与变速齿轮在仪器顶端的机壳内,通过转轴传动,带动转子旋转,转子受到样品的阻力,阻力的大小由一个精确标定的铍铜合金弹簧感应,由胡克定律(Hooke's law)知道,弹簧的形变和受到的力成正比,弹簧的一端接在宝石尖座轴承上,另一端直接接在指针上,这个指针可以指示出弹簧的形变量,进而计算出扭力和粘度值。宝石尖座轴承摩擦力的大小决定了仪器的灵敏度和使用寿命。数显粘度计中,位移转换器测量轴承的偏转角并显示在数字仪表板上。

从上面的仪器结构分析可以看出,粘度计的核心部件是弹簧和宝石尖座,弹簧决定仪器的线性和准确性,宝石尖座决定仪器的灵敏度和寿命。

 

二、 弹簧/游丝、仪器的线性和准确性关系分析

粘度可以认为是样品内部的阻力大小,粘度计是用来测量这个阻力的,而其中的部件就是弹簧/游丝,胡克定律(Hooke's law)告诉我们弹簧的形变和受到的力成正比,理想状态下,不同作用力下的弹簧形变应该是等比例变化的,但在实际情况下,只有良好品质的弹簧才能表现出良好的线性,满足胡克定律(Hooke's law)的要求。

 

 

优质的弹簧游丝采用铍铜合金,这样的弹簧具有良好的弹性和稳定的形变和恢复性,保证仪器在量程范围内的线性和重复性。从上图可以看出,Brookfield 的弹簧在100%形变范围内和受到的力成良好的直线关系,仪器也只要用一个标准点进行标定就完成仪器的校准,同时不同批次间的弹簧也有严格的统一标准,保证不同批次仪器的重复性。Brookfield 的每一根弹簧都经过测试,不同量程的仪器对弹簧有不同规定的严格要求,LV 673.7 dyne.cm、RV 7187 dyne.cm、HA 14374 dyne.cm、HB 57496 dyne.cm。

上图中红色和绿色的是其他厂家产品的弹簧形变曲线,它们不是成线性关系的,同时不同批次甚至同一批次的弹簧形变曲线也不同,因此仪器的准确性和重复性较差。

由于粘度计在生产过程中需要用标准油进行定标,针对弹簧线性不好的情况,其它生产厂家大多选在较高扭矩范围进行一点定标,然后将全量程范围进行整体旋转处理,从曲线上可以看到,在标定点的左右,会产生不同的误差。这样处理的结果是,在进行样品测试时,即使是用同样的测量条件,不同厂家的仪器或者是同一厂家的不同仪器测得的数据会有偏差,经常发生和行业标准的Brookfield 数据对不上,其中的主要原因就在于弹簧的品质。

 

 

三、 宝石尖座、仪器的灵敏度和寿命分析

在仪器的内部,宝石尖座是起到支撑作用,这一接触点的要求是摩擦力越小越好,因此一般都是做成接触面积很小的尖状,同时对下面的支撑面的强度有相应的要求,要求强度大、耐磨性好、寿命长。

Brookfield 采用人造宝石,有足够的强度和寿命,保证仪器的灵敏度和使用寿命;而其它厂家采用的材质(硬质玻璃)会差,相应的灵敏度和寿命都会受影响,这可以通过震荡试验进行检查:用手轻轻地按顺时针旋转连接头半圈,放开,观察连接头,如果连接头能来回摆动4-5 次的,表明尖座性能良好,仪器的灵敏度和寿命都不错;如果看到连接头没有来回摆动或摆动1 次的,仪器的尖座已经损坏,灵敏度也差了。

 

 

当使用灵敏度差的仪器时,仪器的读数经常没有变化,客户往往以为这样的仪器很稳定,其实仪器已经不能正常使用了,读数也往往是不准的。综上所述,我们可以发现,通过弹簧/游丝和宝石尖座的比较就知道,为什么Brookfield 可以几十年保持同样的品质,成为行业标准,而其它厂家,尤其是便宜产品的使用寿命和测量结果是多么令人失望了。

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