不同機型粘度計測試數據的對比說(shuō)明
更新時(shí)間:2020-10-30 15:31:03 點(diǎn)擊次數：次
粘度數據對比的前提
粘度計的粘度測量是一種相對測量。進(jìn)行同一個(gè)樣品的測量數據比較，需使用使用相同量程的粘度計機型（LV、RV、HA、HB等）以及相同的測量方法（包含轉子型號、轉速、測試溫度、讀數時(shí)間等）；否則，同一樣品的測試結果可能會(huì )有很大的差異。
那么，當我們使用了不同機型的粘度計測量同一個(gè)樣品時(shí)，結果會(huì )如何？這些粘度數據之間還有比較的可能性么？
當我們使用不同機型的粘度計測量同一個(gè)樣品時(shí)，所得到的測試數據能否對比取決于具體的粘度計機型差異。某些機型之間，如測量系統（轉子）形狀相同的量程為RV/HA/HB系列的標準粘度計之間原則上可以進(jìn)行部分數據的對比。而標準粘度計本身的測量系統（轉子）形狀就不相同的LV機型和RV/HA/HB機型之間無(wú)法進(jìn)行有效的數據對比。
基于以上前提，就不同機型粘度計的數據對比做一簡(jiǎn)要說(shuō)明。
NO.1
不同量程的標準粘度計
標準粘度計滿(mǎn)量程粘度值的計算公式：
FSR = TK * SMC *（100*100 / RPM）
注：TK為扭矩常數，SMC為轉子常數，RPM為轉速。
各量程機型的TK值如下：
LV 型 = 0.09373
RV 型 = 1
HA 型 = 2
HB 型 = 8
以RV和HB機型的標準粘度計為例，由上式可得：相同的轉子、轉速及溫度下，HB 機型粘度計的測試量程為RV 機型的 8 倍。
BROOKFIELD標準旋轉粘度計測得的粘度數據是樣品的相對粘度值，因此，當轉子、轉速及溫度條件相同時(shí)，在儀器的量程范圍內，RV機型與HB機型測得的數據是基本一致的。但是由于儀器自身的測量誤差= 當前測試條件下的量程* 1%，因此HB機型測得數據的誤差是RV機型的8倍。
樣品為單純的牛頓流體（樣品粘度不隨剪切率的改變而變化），在HB機型粘度計轉速選80RPM以及相同轉子（相同溫度）下，為了RV機型粘度計實(shí)測的粘度值與HB的相符則可考慮采用10RPM的轉速進(jìn)行測試。但實(shí)際樣品基本都是非牛頓流體（同一樣品，粘度隨剪切率的改變而變化），因此即使兩個(gè)儀器選定了理論上合適的扭矩常數（HB:RV=8:1）與轉速(HB:RV=8:1)，也無(wú)法確保就能獲得一致的粘度值?？紤]到不同機型粘度測量的相對獨立性和由樣品本身流變特性造成的測量數據不匹配性，為了獲得可靠的測試數據比對，建議與需要做比對的參照方使用同樣的機型。
BROOKFIELD旋轉粘度計的有效使用量程為扭矩值的10% - 100%。因此，當RV型轉子粘度計的測試扭矩達到80%-100%之間時(shí)，才可與HB機型對比；如若該樣品使用RV型測得的扭矩值低于80%時(shí)，也就意味著(zhù)使用HB型粘度計時(shí)，扭矩值低于10%，此時(shí)HB型測得的粘度數據是無(wú)效的！
如若必須使用RV機型與HB機型在相同轉子、轉速和溫度的測試條件下進(jìn)行比較，原則上可通過(guò)同時(shí)調高2臺機型的轉速，或者更換尺寸更大的轉子，以使得RV機型的測試扭矩在80%-100%之間，以便2臺粘度計的測試數據同時(shí)落在10%-100%的有效扭矩測試范圍內。但由于兩者之間的交集太窄，實(shí)際測試中很多樣品可能經(jīng)常會(huì )出現RV機型已超量程，而HB機型尚未達到有效讀數（扭矩百分比為10%以上）的情況。因此，實(shí)際當中不同量程機型之間的數據對比基本上很難實(shí)現。
NO.2
標準粘度計 VS 錐板粘度計
標準粘度計與錐板粘度計的轉子形狀不同，因此儀器內部計算粘度值的公式完全不同，其測得的相對粘度值是不存在可比性的。但是從流變學(xué)的角度來(lái)看，由于絕對粘度值 = 剪切應力 / 剪切率，因此，當樣品在相同的剪切速率及相同溫度的條件下，粘度計測得的粘度數據的變化關(guān)聯(lián)是有一定可比性的，但是如若需要得到精確的絕對粘度值，則必須使用高級旋轉流變儀。
BROOKFIELD標準粘度計的SSA附件（小量樣品適配器）及錐板粘度計仿效了BROOKFIELD旋轉流變儀的設計，其設定的轉速與流變學(xué)意義上的剪切率（Shear Rate）存在一定的換算關(guān)系：
轉子剪切率 = SRC（剪切常數）* RPM
由上式可得，當RV機型標準粘度計的SC4-14轉子（SRC=0.4）在100 RPM下時(shí)，對樣品的剪切率為 0.4 * 100 = 40 1/s （剪切率單位為1/s）。此時(shí)，如若希望CAP2000+型錐板粘度計的CAP-05號轉子（SRC=3.3）得到相同的剪切率，則其轉速應設為 40 / 3.3 = 12 RPM。
實(shí)際測試中，盡管我們可以設定相同的剪切率與測試溫度，但是由于粘度測量的三個(gè)根本變量（絕對粘度值 / 剪切應力 / 剪切率）中我們的粘度計僅能精確得到一個(gè)剪切率變量，因此不同機型/不同測量體系下測得的絕對粘度值也會(huì )存在一定的差異。
由此，我們應該是更多地（實(shí)際上也只能）考慮不同機型/不同測量系統在相同剪切率（相同溫度）下同一樣品粘度可能存在的變化趨勢關(guān)聯(lián)性，而不要糾結于實(shí)測的粘度值是否相近或者相同。就實(shí)際經(jīng)驗而言，我們需要花費很大的精力去做不同型號粘度計所測數據關(guān)聯(lián)性的統計分析，但最終卻往往發(fā)現這些數據并沒(méi)有好的比對關(guān)聯(lián)性，因此我們強烈不建議在不同粘度計機型/不同測量系統中來(lái)進(jìn)行測試數據的比對。
