旋转粘度计的工作原理及粘度计算公式

 旋转粘度计的基本原理是：由一台同步微型电动机带动转筒以一定的速率在被测流体中旋转，由于受到流体粘滞力的作用，转筒会产生滞后，与转筒连接的弹性元件则会在旋转的反方向上产生一定的扭转，由传感器测得扭转应力的大小，从而得到流体的粘度值。

图1旋转粘度计

旋转粘度计的类型是根据力矩传递装置（含测量头和样品杯）的结构特点来划分的，主要有同轴圆筒式粘度计、锥板式粘度计、平行板式粘度计等几类。同轴圆筒粘度计的力矩传递装置是由圆柱形的测量头和圆筒形的样品杯组成（如图1），这是最为常见的一种结构。锥板式粘度计的力矩传递装置的特别之处在于它的测量头呈角度极钝的圆锥形，与之相对应的，其样品杯呈平板形。平行板粘度计像是被“压扁”的同轴圆筒式粘度计，其测量头和样品杯都是平板型的。

对于不同的旋转粘度计，粘度的计算公式也不同。常见的同轴圆筒式旋转粘度计的粘度计算公式为：

式中：

M为粘性力矩；

h为内筒的高度；

ω i 为内筒旋转的角速度；

R i 为内筒的半径；

R a 为外筒的半径。

旋转式粘度计是一种比较精密的仪器，同时适用于测量牛顿流体和非牛顿型流体。它使用简单，测量快速方便，数据准确可靠，粘度测量范围广（约为1~10000000mPa•s），通过调节转速就可以测量不同剪切率下的流体粘度，便于连续测量。然而，旋转粘度计也有一些缺点，如适用于测低剪切速率（<10s -1）下的流体，对电机和机械要求较高，支承部分结构容易损坏，重复性较差等。

旋转粘度计是工业生产中应用广泛的一种粘度计。近年来，随着工业生产要求的提高，研究人员对结构和功能单一的旋转式粘度计做了很多改进。比如V. C. Kelessidis等在考虑端部效应的基础上，对旋转粘度计的测量结果进行了矫正；丁晓炯探讨了一些在线测量方面的问题；路则坚在粘度计中加入了单片机控制；肖军民等则使用了传感器以及数字技术等。这些改进在一定程度上克服了传统测量方法的一些弊端，提高了测量结果的准确性和易读性，扩大了旋转粘度计的应用范围，提高了粘度计测量的自动化程度，可以在生产过程中对产品粘度进行实时监测和控制，给工业生产带来了大大的便利。

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