高精度恒溫金屬浴在粘度測量中的應(yīng)用

KV100自動(dòng)折管式運(yùn)動(dòng)粘度儀，采用分布式加熱的金屬浴實(shí)現(xiàn)對(duì)粘度管的快速恒溫，粘度管深入金屬浴中，得益于儀器的精密恒溫系統(tǒng)，樣品可以得到快速精確的恒溫條件；儀器一次測量所需樣品量≤0.5毫升，基于折管式粘度管的曲折設(shè)計(jì)，液體在毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)已經(jīng)快速恒溫至目標(biāo)溫度。在粘度管球泡位置布置有上下光電傳感器，傳感器由一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管構(gòu)成。二極管和三極管以合適的角度安裝于粘度管管壁，二極管不斷發(fā)射紅外光，透過玻璃粘度管進(jìn)入三極管，從而在毛細(xì)管的截面建立光柵，沿毛細(xì)管層流下落的液體彎月面接觸光柵時(shí)會(huì)導(dǎo)致光信號(hào)變化，三極管接收到紅外光后根據(jù)其光信號(hào)的強(qiáng)弱通過光電轉(zhuǎn)換器輸出不同強(qiáng)度的電信號(hào)。當(dāng)輸入的信號(hào)變化超過閾值時(shí)處理器就判斷樣品流經(jīng)傳感器處，便開始/結(jié)束計(jì)時(shí)。

依據(jù)重力型玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)的測量原理，一定量的液體流經(jīng)同一根毛細(xì)管注滿同一計(jì)時(shí)球泡的時(shí)間主要決定于液體的運(yùn)動(dòng)粘度、液體的溫度、毛細(xì)管的內(nèi)徑和長度（粘度管常數(shù)）及液柱的高度等因素。

液體的溫度可以通過測量池的恒溫系統(tǒng)保持恒定；毛細(xì)管的內(nèi)徑和長度（粘度管常數(shù)）也是不變的；液柱高差則是通過粘度計(jì)折管的設(shè)計(jì)方式得到恒定。如圖1所示，樣品流經(jīng)毛細(xì)管到達(dá)上傳感器時(shí)，樣品尾端與樣品充滿液泡后到達(dá)下傳感器時(shí)樣品尾端的高度差為h,因?yàn)榍蚺莸娜莘e非常小，只有約30ul,而粘度管接近水平設(shè)置的橫臂的容積約為球泡容積的10倍左右，故因樣品下落導(dǎo)致的樣杯液面高度差h對(duì)計(jì)時(shí)的影響可以忽略。樣品末端高度位于如圖1所示A～B段之間，那么液柱的高度也是一定的（A、B接近于水平，兩者之間的垂直高度差很小，可以忽略不計(jì)），那么決定流動(dòng)時(shí)間的就只有液體的運(yùn)動(dòng)粘度。

樣品注入樣杯后，樣品流經(jīng)毛細(xì)管到達(dá)球泡，當(dāng)樣品前端到達(dá)上傳感器時(shí)開始記時(shí)，到達(dá)下傳感器時(shí)結(jié)束計(jì)時(shí)，該樣品流經(jīng)上傳感器到下傳感器的時(shí)間與粘度管常數(shù)的乘積為該樣品的運(yùn)動(dòng)粘度。

檢測完成后儀器自動(dòng)啟動(dòng)清洗程序，通過微型壓力泵驅(qū)動(dòng)，從進(jìn)樣杯自動(dòng)加入清洗液，通過真空泵產(chǎn)生負(fù)壓從粘度管中抽走廢棄樣品和清洗液，并在完成清洗程序后繼續(xù)泵入空氣干燥粘度管。

高精度恒溫金屬浴在粘度測量中具有重要作用，主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1. 快速的溫度控制

通過采用分布式加熱方式并結(jié)合高導(dǎo)熱材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)恒溫場的快速溫度控制，升溫速率可達(dá)8℃/分鐘。

2. 高精度的溫度控制

采用高精度鉑電阻，通過PID控溫，可以實(shí)現(xiàn)控溫精度0.02℃。

3. 溫場的高度一致性

通過多路控溫，結(jié)合分布式加熱方式，并依托散熱與保溫的獨(dú)特設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)溫場的高度一致性。

4. 便捷、安全、環(huán)保。

便捷：設(shè)備操作簡單，溫度設(shè)定和調(diào)整簡便。

安全：全系統(tǒng)采用直流24V工作電源，具備過溫保護(hù)和自動(dòng)斷電功能，確保安全。

環(huán)保：全系統(tǒng)純金屬浴，無需油液恒溫介質(zhì)。

5. 高可靠性

穩(wěn)定的溫度環(huán)境減少了溫度波動(dòng)帶來的誤差，提升數(shù)據(jù)可靠性。